JP2009525504A

JP2009525504A - パターンのパラメータの変化を評価する方法及びシステム

Info

Publication number: JP2009525504A
Application number: JP2008552954A
Authority: JP
Inventors: イシャイ，ミカエルベン; マークワグナー，; アビシャイバルトフ，; ガッドグリーンバーグ，; リオーショバル，; オファーグバートザー，
Original assignee: アプライドマテリアルズイスラエルリミテッド
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2009-07-09
Anticipated expiration: 2027-02-01
Also published as: US20090196487A1; KR101315237B1; EP1984895A2; SG169372A1; JP5073679B2; US8160350B2; KR20080099298A; CN101501703A; EP1984895A4; CN101501703B; WO2007088542A3; WO2007088542A2

Abstract

パターンのパラメータの変化を評価するための方法及びシステムが提供される。この方法は、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定することを含み、空間像強度の関数の前記値は、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すか、又はそのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものである。
【選択図】図１

Description

発明の分野

本発明は、一般に、パターン化された物品、例えば、半導体ウェハ、プリント回路版、及びレチクル（リソグラフィーマスクとも称される）の自動光学的検査の分野に関する。

発明の背景

マイクロ電子装置の性能は、常に、微小寸法又はＣＤと称される微小特徴部の寸法に見られる変化によって制限される。マイクロ電子装置は、多くの場合、ホトリソグラフィープロセスにマスク（又はレチクル）を使用して製造される。ホトリソグラフィープロセスは、半導体デバイスの製造における主なプロセスの１つで、製造されるべき半導体デバイスの回路設計に基づいてウェハの表面をパターン化することより成る。このような回路設計は、先ず、マスク上にパターン化される。従って、動作する半導体デバイスを得るためには、マスクが欠陥のないものでなければならない。更に、マスクは、多くの場合に、ウェハ上に多数のダイを生成するように繰り返し使用される。従って、マスクに欠陥があると、ウェハ上に何回も繰り返され、多数のデバイスを欠陥にしてしまう。生産に値するプロセスを確立するには、ホトリソグラフィープロセス全体を厳格に制御する必要がある。このプロセス内では、ＣＤ制御が、デバイスの性能及び収率に対する決定的ファクタである。

微小寸法が大きいときには、材料の物理的性質や、装置又は生産プロセスの結果として生じるような、デバイスの寸法の系統的変化が、全エラーバジェットに大きく貢献することはなく、それ故、ほぼ無視することができる。しかしながら、微小特徴部の最小サイズが約６５ｎｍより下がると、それまで無視されていた系統的な変化が、今や、全エラーバジェットの著しい部分を費やすことになる。より詳細には、系統的マスクＣＤエラーが、ウェハリソグラフィーの全ＣＤバジェットの５０％以上を費やすことになる。

それ故、種々のマスク検査ツールが開発され、商業的に利用されている。マスクを設計して評価する既知の技術によれば、マスクを形成し、それを通してウェハを露出するのに使用し、次いで、マスクの特徴部が設計に基づいてウェハへ転写されたかどうか決定するようにチェックを行う。最終的な特徴部に、意図された設計からの変化があると、設計を変更し、新たなマスクを生成し、新たなウェハを露出することが必要になる。

以上の手順は、空間像測定システム（ＡＩＭＳ）を使用して簡単化することができる。このＡＩＭＳは、基本的に、種々のマスク設計を開発してテストするように意図されたエンジニアリングツールである。又、これは、ＯＰＣ及び位相シフト特徴部がどのようにウェハに印刷されるかチェックするのに有用である。更に、このシステムは、マスク検査システムにより発見された種々の欠陥を検討すると共に、それらの欠陥が実際にウェハに印刷されるかどうかテストするのにも使用できる。例えば、米国特許第５，４８１，６２４号、第５，７９５，６８８号、及び第７，０７２，５０２号に開示されたように、マスク検査のために空間像の原理を使用する幾つかのシステムが開発された。又、マスク検査に空間像を使用することが、論文“Aerial-image-based off-focus inspection: lithography process windowanalysis during mask inspection”、Shirley Hemar氏等、Proceedings of SPIE、Volume 5256, 23^rd Annual BACUS Symposium on PhotomaskTechnology、２００３年１２月、第５００−５０９ページ、に開示されている。

一般的に述べると、ＡＩＭＳ(登録商標)は、開口数（ＮＡ）、照明又は瞳孔充填の部分的コヒレンス、波長及び照明形式（円形、環状、四極又は二極の軸ずれ照明のような）の特定ステッパ又はスキャナ設定もとで、マスクを評価するための光学的システムである。１９３ｎｍ露出ツールのような条件に合致するようにいずれの設定も柔軟に自動的に調整することにより、１９３ｎｍリソグラフィーについて設計されたバイナリー、ＯＰＣ及び位相シフトのようないずれの形式のマスクもエミュレートすることができる。このシステムで得られる像は、ウェハのホトレジストに入射する潜像に光学的に等価であるが、ＣＣＤカメラで拡大されて記録される。従って、ＡＩＭＳ(登録商標)ツールは、露出ツールを使用して実際のウェハ印刷を行ってその印刷された特徴部をその後にＳＥＭ測定する必要なく、高密度パターン又は接触部、マスクの欠陥又は修復部のような微小特徴部のウェハ印刷可能性を迅速に予想することができる。

そこで、パターンの少なくとも１つのパラメータを評価するためのシステム及び方法を提供することが要望される。

発明の概要

半導体デバイスの製造に使用されるマスクやレチクルのようなパターン化された物品内の１つ以上のパターンパラメータの変化を監視（制御、測定、検査）するための新規なシステム及び方法がこの技術で要望されている。監視されるべきパターンパラメータ（１つ又は複数）の変化は、パターン化プロセス（例えば、リソグラフィー）に関する幾つかの有意義な情報をもつ１つ以上のパラメータに関係しており、例えば、ＣＤの変化、形状の偏差を測定するためのＸ及びＹ回転モーメント、又は他のこのような測定を含むことができる。測定システムは、簡単なもので、好ましくは、複雑なレシピ設計の必要のないものでなければならず、且つ好ましくは、欠陥について物品（マスク）を検査する通常の手順と同時に、各パラメータ変化マップ（例えば、ＣＤマップ）を生成できるものでなければならない。像は、必ずしも、空間強度像でなくてもよいことに注意されたい。更に、評価されるパターンは、マスクを使用することにより生成されたパターンでもよく、必ずしも、マスク自体のパターンでなくてもよいことに注意されたい。

監視システムは、好ましくは、上述したものに加えて、各パラメータ変化に関連したデータ流における幾つかの系統的エラーを補償しなければならない。ＣＤ変化の制御の場合には、これらのタスクを達成するために、典型的に、２つのステップが必要とされ、その１つは、全マスクにわたってＣＤ測定を行い、測定データを処理して、全マスクのいわゆる「ＣＤ変化マップ」を生成することより成り、更に、「ＣＤ変化マップ」を前記補償に使用し、これは、リソグラフィーパラメータ（例えば、フィールドにわたるドーズ変化）を制御するか、又はマスクを能動的に修正する（例えば、マスクエリアにわたり透過度を変更する）ことにより行われる。ＣＤ変化マップは、通常、非常に多数の規定の位置において、これら位置の各々におけるＳＥＭ又はＡＩＭＳ測定により、ＣＤ値をサンプリングすることによって生成される。これは、時間を費やす複雑なプロセスとなり勝ちである。

本発明は、パターン化された物品（例えば、マスク）の少なくとも一部分又はその全体のパターンパラメータ変化マップ、例えば、ＣＤ変化マップを生成することを目的とする新規な監視システム及び方法を提供する。本発明の解決策を、計測学的技術及び欠陥検出技術に従来使用されているものと比較すると、次のことに注意しなければならない。本発明は、パターン化エリア全体を監視する。これは、（典型的に、欠陥検出技術に使用される）ピクセルごとの監視を使用して実施されてもよいが、欠陥検出技術とは逆に、本発明の解決策は、「スレッシュホールドベースの判断実行」を必要としない。或いは又、これは、ピクセルごとの監視方法を伴わずに実施されてもよく、この場合、計測学的解決策とは逆に、本発明は、窓ベースの監視（即ち、ピクセルのマトリクスの同時監視）を使用する。

本発明の幾つかの実施形態では、特に、ＣＤ変化マップを取り扱うときに、本発明は、空間強度像形成（アプライドマテリアルズ社から商業的に入手できるＡＲＥＡ１９３空間像スキャナ）に勝る効果を取り入れると共に、（例えば、通常の検査と同時に）全マスクの強度積分マップを形成するための測定／制御システムを提供する（例えば、空間像ベースの検査システム内で実施されてもよい）。

パターン化された物品（マスク）の空間像にわたる強度のある関数（例えば、強度積分）を使用して、全マスクのパターンパラメータ変化マップ（例えば、ＣＤ変化マップ）を生成できることに注意されたい。より詳細には、本発明者は、特に、非常に濃密なパターン（即ち、非常に小さな微小寸法）の場合に、マスクの空間強度像にわたる強度積分は、このパターンのＣＤ変化に正比例することが分かった。それ故、「ＣＤ変化マップ」は、マスクにわたる空間強度像の積分から容易に計算することができる。

「ＣＤ変化マップ」は、次のものを含む種々の用途に使用できるが、これらに限定されない。即ち、ＣＤ変化マップを、マスクショップから搬出されるべきマスクの資格基準として、マスクプロセスを監視及び改善（プロセス制御）するための方法として、ＣＤ変化を減少するための「補償」装置への入力として、優れた欠陥検出能力のための物品検査システムへのリアルタイムフィードバックとして、又、予想されるＣＤ変化より大きなエリアであるいわゆる「ホットスポット」を識別するためにリソグラフィーシミュレーションに使用されるマスクモデルへの入力として使用し、ここで、これら「ホットスポット」は、より正確なＣＤ測定を実行できると共に、リソグラフィーステッパの照明に対して修正マップを与えるためのＣＤＳＥＭ又はレチクルＳＥＭのような計測学的ツールへの入力として使用することができる。

一般的に述べると、（ピクセルごとに測定されるか又は窓で測定される）パターン化エリアの光応答（反射及び／又は透過）の強度のある関数（例えば、積分又は平均）が、パターン化された物品における全パターン化エリアのパターンパラメータ（１つ又は複数）の変化（例えば、ＣＤ）を表していることを理解することが本発明の基礎である。

本発明の１つの広い態様によれば、パターン化された物品の検査に使用するための方法において、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理するステップと、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するステップであって、空間像強度関数の前記値が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つの所定のパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えた方法が提供される。

上述したように、ここで使用する「検査」という語は、検査、測定又は監視プロセスのいずれか１つを指す。

本発明の別の広い態様によれば、パターン化された物品の検査に使用するための方法において、マスク又はレチクルのようなパターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理するステップと、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度の積分を決定するステップであって、前記空間像強度の積分が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの特徴部の微小寸法の変化を表すものであるステップと、を備えた方法が提供される。

空間強度像を表すデータは、空間像スキャナシステムにより発生されたものでもよい。

又、本発明は、像フレーム全体にわたる照明器具（レーザー光源）の強度変化や、輝度フィールドの非均質性（ＦＯＶ変化）のようなマシンの変化に対する測定の敏感さを減少することにより、パターンパラメータ変化の測定精度を改善する。レーザービームの強度は、典型的に、不安定である。強度レベルが測定されて電気的に補償されるが、最終的な像は、依然、著しい利得変化を有することがある。本発明は、重畳するフレームを捕えることにより（好ましくは、Ｘ及びＹの両スキャン軸に沿って）この問題を解消する。これらの重畳領域は、レーザー強度及びＦＯＶ変化の値を計算し、その計算された変化を補償することによって測定値を修正するのに使用される。本発明のシステムは、１フレームの解像度でパターンパラメータ変化マップを発生する。マシンの変化に対する本発明技術の敏感さが相当に低いので、本発明技術を使用して、高解像度のマップが発生される。

好ましくは、空間強度像を表すデータの処理は、空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを発生するために、空間強度像データに適用されるパターン認識を含む。パターン識別データは、基準パターンと同様の位置がマークされた空間強度像データの形態でよい。

好ましくは、空間強度像を表すデータの処理は、空間強度像を予め定義された構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを空間強度像において選択することを含む。次いで、その選択された基本的エレメントの各々又は幾つかに対して積分強度値が決定される。強度値の積分は、所定のパターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計することによって得られる。基準パターンに対応しない位置を含む基本的エレメントは、マスクされるのが好ましい。

次いで、積分強度値と、それらの対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、強度積分マップを表すデータを発生する。この手順は、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて積分強度値のアウトライアーを除去することを含んでもよい。幾つかの実施形態では、強度積分マップの解像度は、基本的エレメントの構成により定義される。幾つかの他の実施形態では、ある数の基本的エレメントに対する平均が取られ、従って、解像度を下げると共に、測定エラーを減少する。

次いで、強度積分マップを処理して、特徴部寸法変化マップを決定することができ、これは、空間強度像データを得るのに使用される所与の照明強度に対する強度積分マップに正比例するものである。

本発明の幾つかの実施形態では、空間強度像の、基本的エレメントへの分割が、複数の基礎的エリアを含む所定構成のグリッドを使用して実行される。

基本的エレメントの構成は、基本的エレメントがパターンの整数サイクルを含むように選択されてもよい。

パターン化された物品の少なくとも一部分に対する積分強度は、前記物品の検査と同時に決定されてもよい。それとは別に又はそれに加えて、パターン化された物品の前記少なくとも一部分のパターン特徴部の微小寸法の変化を表すデータを使用して、前記物品を生産ラインから除去すべきかどうか決定してもよい。同様に、このデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御してもよい。前記データは、微小寸法の変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力となってもよい。又、パターン化された物品内のＣＤ変化に関するデータは、パターン化プロセスに使用される照明を調整するのに使用されてもよい。

本発明の更に別の広い態様によれば、パターン化された物品の検査に使用するための監視システムにおいて、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するように構成され且つそのように動作でき、空間像強度関数の前記値が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つの所定パラメータの変化を表すものである、監視システムが提供される。

本発明の更に別の広い態様によれば、パターン化された物品の検査に使用するための測定システムにおいて、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度の積分を決定するように構成され且つそのように動作でき、前記空間像強度の積分が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの特徴部の微小寸法の変化を表すものである、測定システムが提供される。

好ましくは、このシステムは、空間強度像を所定構成の基本的エレメントへ分割して、少なくとも幾つかの基本的エレメント内の少なくとも所定の位置に対する空間像強度の積分を決定するように構成され且つそのように動作できるプロセッサユーティリティを備える。好ましくは、このプロセッサは、所定の基準パターンの特徴部に対応するものとして基本的エレメント内の位置を識別するように動作する。

本発明の実施形態によれば、制御／測定システムは、空間強度像を表すデータを受け取り、このデータにパターン認識アルゴリズムを適用し、所定の基準パターンを表す基準データを使用し、更に、パターン識別データを発生するように構成されたパターン識別ユーティリティを備えている。パターン識別データは、いわゆる「基本的エレメントプロセッサ」によって更に処理され、このプロセッサは、空間強度像を規定サイズの基本的エレメントへ分割し、又、好ましくは、パターン識別データを使用して、所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、各々の基本的エレメントに対する（好ましくは、所定の基準パターンに対応する選択された基本的エレメントに対する）強度積分値を得る。次いで、強度積分値を表すデータは、それらに対応する基本的エレメントと一緒に、マップジェネレータにより使用され、このマップジェネレータは、要求された解像度（例えば、平均化が使用される場合には低い解像度の基本的エレメントのサイズにより定義される）に基づいて強度積分マップを発生するように動作する。

より詳細には、本発明は、ＣＤ変化マップを決定するのに使用され、それ故、強度積分マップを使用して、本発明は、この特定の用途について以下に説明する。しかしながら、本発明は、これらの特定の実施例に限定されないことを理解されたい。

本発明は、例えば、欠陥検査を遂行する種類の物品検査システムと一緒に使用できることに注意されたい。従って、本発明は、生産プロセス中にマスクの通常の検査と同時に、強度積分マップ、ひいては、ＣＤ変化マップを発生するのに適している。

本発明を理解すると共に、それを実際にどのように実行できるか分かるようにするために、添付図面を参照して一実施形態を、単に非限定例として、以下に説明する。

実施形態の詳細な説明

本発明の一実施形態によれば、空間強度像を表すデータを使用して、パターン化された物品（リソグラフィーマスクのような）の少なくとも一部分のパターンの少なくとも１つの所定パラメータ（例えば、微小寸法）の変化のマップを決定するのに使用するための監視（測定／制御／検査）システムが提供される。空間強度像は、ＡＲＥＡ１９３のような空間像スキャナシステムから入力することができる。より詳細には、本発明は、半導体産業で使用される種類のマスクの検査に使用され、それ故、この用途に関して以下に説明する。

パターンのパラメータの変化を評価するための方法が提供される。この方法は、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理するステップと、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するステップであって、空間像強度関数の前記値が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すか、又はそのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えている。

好都合なことに、空間像強度のある関数は、空間像強度積分である。

好都合なことに、パターンの少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む。

好都合なことに、空間強度像を表すデータの前記処理は、空間強度像のデータにパターン認識アルゴリズムを適用して、前記空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを発生することを含む。

好都合なことに、空間強度像を表すデータの前記処理は、空間強度像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、空間強度像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定することを含む。

好都合なことに、空間強度像を表すデータの前記処理は、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータ変化マップを表している、パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生することを含む。

好都合なことに、前記基本的エレメントの各々は、パターンの整数個のサイクルを含むように構成される。

好都合なことに、強度関数の前記値は、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計することにより得られる。

好都合なことに、強度関数マップを表すデータの前記発生は、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去することを含む。

好都合なことに、上記処理するステップは、複数の異なるフレーム像から空間強度像を生成することを含み、更に、この方法は、異なるフレーム像の生成における差を補償するステップを備えている。

好都合なことに、上記生成することは、重畳エリアを画成する一対の部分的に重畳するフレーム像を取得し、更に、その２つの部分的に重畳するフレーム像の各々における重畳エリアの視覚表現間の差に応答してその一対の部分的に重畳するフレーム像の各々の取得の差を決定することを含む。

好都合なことに、上記処理するステップは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから空間強度像を生成することを含む。

好都合なことに、上記差を決定することは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することを含み、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる。

好都合なことに、パターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値の前記決定は、前記物品の検査と同時に実行される。

好都合なことに、この方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するステップを備えている。

好都合なことに、この方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるステップを備えている。

好都合なことに、この方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するステップを備えている。

好都合なことに、パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである。

パターンのパラメータの変化を評価するための方法が提供される。この方法は、パターン化された物品の少なくとも一部分の像を表すデータを処理するステップと、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して像のある関数の値を決定するステップであって、像関数の前記値が、そのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えている。

好都合なことに、上記処理するステップは、空間強度像を表すデータを処理することを含み、上記決定するステップは、空間像強度のある関数の値を決定することを含む。

好都合なことに、像の前記ある関数は、像強度積分である。

好都合なことに、パターンの前記少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む。

好都合なことに、像を表すデータの前記処理は、その像データにパターン認識アルゴリズムを適用して、像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成することを含む。

好都合なことに、像を表すデータの前記処理は、像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する関数の値を決定することを含む。

好都合なことに、像を表すデータの前記処理は、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータ変化マップを表している、パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生することを含む。

好都合なことに、上記処理するステップは、複数の異なるフレーム像から像を生成することを含み、更に、上記方法は、異なるフレーム像の生成における差を補償するステップを備えている。

好都合なことに、上記処理するステップは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから像を生成することを含む。

好都合なことに、前記差を決定することは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することを含み、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる。

好都合なことに、パターン化された物品の少なくとも一部分に対する関数の値の前記決定は、前記物品の検査と同時に実行される。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するステップを備えている。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるステップを備えている。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するステップを備えている。

パターンのパラメータの変化を評価するためのシステムが提供される。このシステムは、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するよう適応されたプロセッサを備え、空間像強度関数の前記値は、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すか、又はそのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表す。

好都合なことに、空間像強度の前記ある関数は、空間像強度積分である。

好都合なことに、プロセッサは、空間強度像のデータにパターン認識アルゴリズムを適用して、前記空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、空間強度像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、空間強度像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータ変化マップを表している、パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計して、強度関数の値を得るように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、複数の異なるフレーム像から空間強度像を生成し、異なるフレーム像の生成における差を補償するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、部分的に重畳するフレーム像を受け取り、更に、２つの部分的に重畳するフレーム像間の差に応答してその２つの部分的に重畳するフレーム像の取得の差を決定するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから空間強度像を生成するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算するように適応され、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる。

好都合なことに、プロセッサは、パターン化された物品が検査されている間にそのパターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値を決定するよう適応される。

好都合なことに、プロセッサは、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように適応される。

好都合なことに、前記パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである。

パターンのパラメータの変化を評価するためのシステムが提供される。このシステムは、パターン化された物品の少なくとも一部分の像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して像のある関数の値を決定するように適応されたプロセッサを備え、像関数の前記値は、そのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものである。

好都合なことに、プロセッサは、空間強度像を表すデータを処理するように適応され、更に、上記決定は、空間像強度のある関数の値を決定することを含む。

好都合なことに、プロセッサは、像データにパターン認識アルゴリズムを適用して、その像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、その像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、複数の異なるフレーム像から像を生成し、異なるフレーム像の生成における差を補償するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから像を生成するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、パターン化された物品が検査されている間にパターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値を決定するように適応される。

好都合なことに、プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように適応される。

パターンの変化を評価するための方法が提供される。この方法は、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理するステップと、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するステップであって、空間像強度関数の前記値が、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つの所定のパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えている。

好都合なことに、空間強度像を表す前記データは、空間像スキャナシステムにより生成される。

好都合なことに、空間像強度を表す前記データは、連続的にスキャンされたフレームの形態である。

好都合なことに、空間像強度を表す前記データは、連続的にスキャンされたフレームの形態で、各２つの隣接するフレーム間に重畳する領域を有している。

好都合なことに、空間強度像を表すデータの前記処理は、空間強度像のデータにパターン認識アルゴリズムを適用して、前記空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成することを含む。

好都合なことに、前記パターン識別データは、基準パターンと同様の位置がマークされた空間強度像データを含む。

好都合なことに、強度関数マップの解像度は、基本的エレメントの構成により定義される。

好都合なことに、前記処理は、複数の基本的エレメントの強度関数値を平均化して、基本的エレメントのサイズにより定義されたものより解像度が低く且つ測定エラーが小さい強度関数マップを発生することを含む。

好都合なことに、空間強度像の、基本的エレメントへの前記分割は、複数の基礎的エリアを含む所定構成のグリッドを使用して実行される。

好都合なことに、基準パターンに対応しない位置を含む基本的エレメントがマークされる。

好都合なことに、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の空間強度像を表すデータの前記処理は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも幾つかの領域に対する相対的な強度マップを表すデータを発生することを含む。

好都合なことに、上記方法は、空間像強度を表す前記データを修正して、次の少なくとも１つ、即ち空間像スキャナシステムに使用される照明器具の強度、及び空間像スキャナシステムの視野、の変化を補償するステップを含む。

好都合なことに、前記修正は、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することを含み、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記物品を生産ラインから除去すべきかどうか決定するステップを含む。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するステップを含む。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるステップを含む。

好都合なことに、上記方法は、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するステップを含む。

好都合なことに、前記パターン化された物品は、マスク又はレチクルである。

システムが提供される。このシステムは、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するように構成され且つそのように動作でき、空間像強度関数の前記値は、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つの所定のパラメータの変化を表すものである。

好都合なことに、このシステムは、空間強度像を表すデータを所定構成の基本的エレメントへ分割して、少なくとも幾つかの基本的エレメント内の少なくとも所定の位置に対する空間像強度の関数の値を決定するように構成され且つそのように動作できるプロセッサユーティリティを備える。

好都合なことに、そのプロセッサユーティリティは、基本的エレメント内の前記位置を所定の基準パターンの特徴部に対応するものとして識別するように構成され且つそのように動作できる。

好都合なことに、前記プロセッサユーティリティは、前記基本的エレメントに対応する複数の基礎的エリアを含む所定のグリッドを使用して前記分割を行うように動作できる。

好都合なことに、上記システムは、所定の基準パターンを使用して前記空間強度像を処理して、前記空間強度像に対するパターン識別データを発生するように構成され且つそのように動作できるパターン識別ユーティリティを備えている。

好都合なことに、プロセッサは、前記空間強度像を表す前記パターン識別データを受け取って、その空間強度像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントの位置を識別するように構成され且つそのように動作できる。

好都合なことに、前記基本的エレメントは、パターンの整数個のサイクルを含むようにあらかじめ構成される。

好都合なことに、前記プロセッサユーティリティは、各基本的エレメント内の前記所定の位置の強度値を総計することにより基本的エレメントに対する空間像強度の積分を決定するように動作できる。

好都合なことに、上記システムは、少なくとも所定の位置及びそれに対応する基本的エレメントに対する空間像強度の決定された関数値を表すデータを受け取り、更に、空間強度像の前記少なくとも一部分内の強度関数変化のマップを、基本的エレメントの構成により定義された解像度で発生するように構成され且つそのように動作できるマップジェネレータユーティリティを備え、前記強度関数マップは、パターンの前記少なくとも１つのパラメータのマップを表す。

好都合なことに、前記プロセッサユーティリティは、基準パターンに対応しない空間強度像の位置をマスキングするように構成される。

好都合なことに、上記システムは、外部の空間像スキャナシステムと通信して、そこから、空間強度像を表すデータを受け取るように構成される。

好都合なことに、上記システムは、空間強度像を表す前記データを生成する空間像スキャナシステムと一体的であるように構成される。

好都合なことに、空間像スキャナシステムは、各２つの隣接フレーム間に重畳領域を伴うような連続するフレームのスキャニングを遂行するように構成される。

好都合なことに、前記プロセッサユーティリティは、空間像強度を表す前記データを修正して、次の少なくとも１つ、即ち空間像スキャナシステムに使用される照明器具の強度、及び空間像スキャナシステムの視野、の変化を補償するように構成される。

好都合なことに、前記プロセッサユーティリティは、前記修正を、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することで遂行するように動作し、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる。

好都合なことに、上記システムは、パターン化された物品の少なくとも一部分の強度関数マップの前記決定を、空間像スキャナシステムによる物品の検査と同時に遂行するように適応される。

好都合なことに、前記強度関数マップは、パターン化された物品の前記少なくとも一部分の所定の同様のパターンの領域に対する相対的強度関数マップを含む。

本発明の監視システム１００の一実施例をブロック図で概略的に示す図１を参照する。このシステム１００は、空間像スキャナ（ＡＩＳ）システム１０２（ＡＲＥＡ１９３のような）に関連付けることができる。システム１００は、ＡＩＳシステム１０１とデータを交換するか又はデータを受信するスタンドアローンユニットとして構成されてもよいし、或いはＡＩＳシステム１０２と一体的であってもよい。ＡＩＳ１０２は、通常のマスク検査中にマスクの空間像を生成したり捕えたり（取得したり）するように構成され且つそのように動作することができ、典型的に、空間像スキャンイングモジュール１０２Ａ及び像捕獲装置１０２Ｂを備えている。

本発明の幾つかの実施形態では、典型的なスキャニングモードで動作するＡＩＳシステム１０２が使用される。本発明の幾つかの他の実施形態では、ＡＩＳシステム１０２（そのスキャナユニット１０２Ａ）は、本発明によれば、以下に詳細に述べるように、重畳するスキャニングを行うように動作される。

監視システム１００は、特にある基準データを記憶するためのメモリユーティリティ１０３及びプロセッサ（プロセッサユーティリティとも称される）１１０を特に含むコンピュータシステムとして構成される。プロセッサユーティリティ１１０は、マスクの少なくとも一部分の（ＡＩＳシステム１０２から受け取られる）空間強度像を表すデータを受け取って処理し、更に、マスクの少なくとも所定の領域に対する空間像強度の関数（例えば、マスクの少なくとも一部分に対する積分強度マップ）を決定するように構成され且つそのように動作することができる。この積分強度マップは、マスクのパターンパラメータ（例えば、パターンの特徴部の微小寸法）の変化を表す。

図１の実施例に示すように、プロセッサユーティリティ１１０は、特徴部識別子モジュール１０４、いわゆる「基本的エレメントプロセッサ」１０５、及びマップジェネレータ１０６を備えている。

特徴部識別子１０４は、空間強度像を表す測定されたデータをＡＩＳシステム１０２（その像捕獲装置１０２Ｂ）から受け取って、そのデータを適当なパターン認識アルゴリズムで処理するように構成されたソフトウェア及び／又はハードウェアユーティリティである。これは、所定の基準パターン又はいわゆる「関連パターン定義データ」を表す基準データを使用して実施することができる。特徴部識別子モジュール１０４は、空間像において関連パターンと同様の全ての位置を識別しマークするようにマッチングユーティリティとして動作する。

そのようにして生成されたパターン識別データは、基本的エレメントプロセッサ１０５へ転送される。基本的エレメントプロセッサ１０５は、空間強度像を規定サイズの基本的エレメント（窓）へ分割し、パターン識別データを使用して、所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントに対応するデータを処理して、各々の選択された基本的エレメントに対する強度積分値（ある関数を構成する）を得るように構成され且つそのように動作することができる。より詳細には、その選択された基本的エレメントは、同様のパターンを有するものである。

これらの強度積分値を表すデータは、それに対応する基本的エレメントと一緒に、マップジェネレータ１０６により使用され、これは、アウトライアーを除去すると共に、必要な解像度に基づいて「強度積分マップ」を発生するように動作する。

濃密なパターンの場合に、空間像にわたる強度積分が微小寸法（ＣＤ）に正比例することを認識することにより、ＣＤ変化マップが生成される。実際に、線巾Ｗ及びピッチＰの非常に濃密なパターン（マスクのＣＤの系統的変化のような）の場合に、空間像強度は、次式によって近似することができる。

但し、Ｉ_０は、照明強度であり、ＭＦＴは、変調伝達関数である。この特定の非限定例では、円形の照明を考える（即ち、光源ユニットの出力における光ビームの断面が実質的に円形である）。次いで、このようにして得られた関数値が総計されて平均化される。強度値を総計することは、本発明に使用するのに適した処理の一例であるが、本発明は、この特定例に限定されるものではなく、それとは別に、ＳＴＤや強度勾配の総計のような手順を使用することもできる。

長さＸのインターバルにわたって強度を総計すると、次のようになる。

ＸがＰより相当に大きいときには、次のものが得られる。

従って、所与の照明強度の場合に、パターン化領域の空間像にわたる強度（平均強度）の積分は、このパターンのＣＤ変化に正比例する。それ故、強度積分マップからＣＤ変化マップを容易に推定することができる。このマップの解像度は、以下に詳細に述べるように、規定の基本的エレメント（窓）の構成により決定される。

基本的エレメントプロセッサ１０５の構成及びオペレーションが図２に例示されている。基本的エレメントプロセッサ１０５は、データ分割ユーティリティ２０４、総計ユーティリティ２０６、及び好ましくは、マッチングユーティリティ２０５も備えている。

分割ユーティリティ２０４は、基本的エレメントの所定の構成（少なくともサイズ）を定義する基本的エレメント構成データ２０１（基準データ）を使用する。像分割ユーティリティ２０４は、空間強度像を基本的エレメント（即ち、規定の構成可能なエリアエレメント）へ分割し、例えば、各フレーム（１５０ｘ１５０ミクロン）を、各々数ミクロン又は数サブミクロンの小さなブロック（エレメント）へ分割するように予めプログラムされる。この技術は、ＣＤが数百ミクロンの範囲で一定と考えられるという仮定に基づいている。基本的エレメントは、適当な構成を有し、好ましくは、パターンの整数個のサイクルを含む。例えば、分割は、複数の基礎的エリアを含むグリッドを表すデータを使用して遂行されてもよい。マッチングユーティリティ２０５は、パターン識別データを使用して、基本的エレメントにおいて、基準パターンに対応する位置を選択する。マッチングユーティリティ２０５から出力されたデータは、次いで、総計ユーティリティ２０６によって処理され、これは、各基本的エレメントに対して、基準パターンのそれに対応する全ての位置（ピクセル）の強度値を総計し、これにより、選択された基本的エレメントに対する強度積分値を生成する。強度が総計されるピクセルは、関連パターンの全てのサンプルであるマスクの規定の構成可能なエリアエレメント上のピクセルである。非関連ピクセル（非関連パターンのサンプル）を含む全ての基本的エレメントがマスクされる。

これらの強度積分データは、基本的エレメントの座標を表す対応データと一緒に、マップジェネレータ（図１の１０６）へ転送され、これは、対応する強度積分マップを所要の解像度で発生する。これは、基本的エレメントの構成により定義された解像度でもよいし、或いは複数の予め構成された基本的エレメントに対する平均化を使用することにより、小さな測定エラーを伴う低解像度マップ（即ち、大きな基本的エレメントサイズ）でもよい。マップジェネレータは、強度マップをプロットすることができ、又、おそらく、全マスクに対して相対的強度（ダイ・対・ダイ）マップをプロットすることもできる。

本発明の技術は、広いエリアに対する強度平均の測定のみに限定されないことに注意されたい。幾つかの個別の位置で行われる各測定を、本発明では、（ほとんど変更せずに）全マスクをカバーする広いエリアで使用することができる。例えば、あるグレーレベルにスレッシュホールドを設け、（あるエリアにわたり）このスレッシュホールドを越える全てのピクセルをカウントすることを、使用できる。このようなピクセルを相当数含むエリアは、おそらく、ＣＤ変化の問題（変化の方向に相関した−ピクセルが多いほど、ＣＤが大きいことを意味する）で悩まされている。別の例は、あるエリアにおける（パターン特徴部を構成する）全ての隣接する接触部の中心と中心との間の平均距離の測定であろう。この測定は、全マップにわたる周期的パターン（この場合は接触部）の安定性を示す。

ここで、特定のリソグラフィーマスクのレイアウト、本発明の上述した技術を使用して得られたその各強度積分マップ及び相対的強度積分マップに対して、各々、２つの実施例を示している図３Ａ−３Ｃ及び図４Ａ−４Ｃを参照する。

図３Ａは、開口数が０．９で、環状瞳孔充填σが０．９２／０．６９の光学的像形成システムを使用して得られたリソグラフィーマスクＳＭ７３６のレイアウトを示す。図３Ｂは、本発明を使用して形成された同じリソグラフィーマスクの強度積分マップを示す。これら両方の図において、全体的なマスク構造は同一であり、８個のセルのアレイを示している。しかしながら、図３Ａの顕微鏡像では、これらセルは、実質的にフラットで均一に見えるが、図３Ｂの強度積分マップは、セルのパターンの微小寸法の対応変化を表す強度変化を露呈している。これらの強度変化は、図３Ｃに示す２対のダイに対する相対的強度マップで見たときに更に明白なものとなる。

図４Ａは、２４個のセルのアレイを含むリソグラフィーマスクＳＦ３１４のレイアウトの像を示すもので、開口数が０／８及び環状瞳孔充填σが０．８５／０／５５の光学的像形成システムで得られたものである。図４Ｂは、このマスクの強度積分マップを示し、図４Ｃは、相対的強度積分マップを示す。

本発明のＣＤ変化マッピングシステム（図１の１００）は、通常のマスク検査と同時に使用されてもよい。換言すれば、ＡＩＳシステム１０２は、マスクを欠陥について検査しながら、同時に、データ初期像データ（像捕獲装置からの）をマッピングシステム１００へ送信するように動作できる。マッピングシステムは、コンピュータシステムとして構成されるが、ＡＩＳシステムの制御ユニットの構造部分であってもよい。マッピングシステムは、マスクをマスクショップから搬出すべきかどうか決定する資格基準として使用するように適応されてもよい。同様に、マップは、マスクの生産プロセスを改善するモニタとして使用でき、又は微小寸法の変化を減少するために設けられる補償メカニズムの入力を与えるように使用できる。例えば、マッピングシステムの出力データは、マスクのある領域の照明を減衰して微小寸法の変化を減少するように使用されてもよい。

上述したように、本発明のシステムは、レーザー強度変化及び／又はＦＯＶ変化のようなＡＩＳシステム変化に関連した測定エラーを補償するように構成されるのが好ましい。これは、２つの隣接するスキャンフレーム間の重畳する領域を経て測定データを修正することにより実施される。この点について、この技術の基礎となる原理を示す図５を参照する。

図示されたように、２つの連続的にスキャンされるフレーム（フレーム像とも称される）Ａ及びＢは、重畳する領域ＯＲ（重畳エリアとも称される）を有する。これは、２つの連続するレーザーショットにおいていわゆる二重サンプリングを克服したフレームＡ及びＢの領域である。図１へ戻ると、このために、ＡＩＳシステム１０２は、監視システム１００のオペレータユーティリティ（図示せず）又はＡＩＳシステムに関連した個別のコントローラのいずれかにより適切に動作される。

一般に、ＡＩＳシステム１０２により生成されて監視システム１００へ入力される測定データは、ＮｘＭフレームのグリッドの形態である。システム１００は、各フレームを、ＤｘＤ平方サブフレームへ分割し、各サブフレームのグレーレベルを平均化して、ＤｘＤ積分（関数）測定値を与えるように動作する。測定データマトリクスの少なくとも１つの行列が２つの隣接するフレームによって重畳される。

使用されるモデルは、次の通りでよい。

ｓ_{ｍ，ｎ，ｕ，ｖ}＝ｌ_{ｍ，ｎ，ｕ、ｖ}ｇ_ｍ，ｎｆ_ｕ，ｖ
但し、ｓ_{ｍ，ｎ，ｕ，ｖ}は、真の強度積分値であり、ｌ_{ｍ，ｎ，ｕ，ｖ}は、フレームｍ、ｎのサブフレームｕ、ｖにおける強度積分尺度であり、ｇ_ｍ，ｎは、フレームｍ、ｎの逆レーザー強度利得（又はレーザー強度修正値）であり、ｆ_ｕ，ｖは、サブフレームｕ、ｖの逆ＦＯＶ値（又はＦＯＶ修正値）である。

図６は、３ｘ３フレームマトリクスからこのようにして得られたデータを自明の状態で例示している。

本発明によれば、重畳するフレーム間の全ての強度差の総計が最小になるようにレーザー強度修正値ｇが選択される。

フレーム内の配置の関数としてのＣＤ測定の一貫したバイアスであって輝度の非均質性によって生じ得るＦＯＶ変化の補償は、ＦＯＶ変化が全てのフレームに対して一定であるという仮定に基づいて行うことができる。このケースでは、ＦＯＶ変化は、次のうちの１つを使用して計算することができる。（１）全てのサブフレームの強度をフレーム内のそれらの配置により平均化し、従って、値のＤｘＤマトリクスを発生し、各サブフレームを適切な平均値で除算し、（２）ＦＯＶ変化をレーザー強度の変化と一緒に計算する。

第１の選択肢に基づきレーザー強度の変化を補償するための本発明の技術を以下に説明する。ここでは、ＦＯＶ変化は、既に修正されたと仮定する。２つのフレーム間で重畳する各サブフレームに対して、知られているその真のＣＤ測定値は、両フレームにおいて同じでなければならない。これは必要以上の制約を与えると共に、ＦＯＶ及びレーザー強度変化が最小にされた後も、ＣＤ測定値が若干のエラーをもつことになるので、これら全ての制約を使用して回帰アルゴリズムが適用される。

同じサブフレームに重畳する２つのフレームのＣ個のインスタンスがあり、重畳するサブフレームのｃ番目の対は、次のように表わされると想定する。

エラー関数Ｅは、次のように表わされる。

この関数は、制約のもとでｇ_１，１・・・ｇ_ｍ，ｎに対して最小にされる。

これは、解を１つとするために必要とされ、平均レーザー強度修正が１となるように解をスケーリングする。

制約Ｇ＝０のもとで関数Ｅを最小にすることは、ラグランジェの乗算器を使用して実行され、線型システムが得られる。

第２の選択肢に基づきレーザー強度の変化を補償するための本発明の技術を以下に説明する。ここでは、ＦＯＶ及びレーザー強度値が、一緒に計算される。ｇ_１，１・・・ｇ_ｍ，ｎ及びｆ_１，１・・・ｆ_ｍ，ｎの両方に対して関数Ｅを最小にすると、非線型システムとなるので、全ての強度値の対数がとられる。ＣＤ変化測定のためのモデルは、次の通りである。

ここで、エラー関数Ｅは、次のように定義される。

但し、λ及びσは、定数である。

関数Ｅは、ｇ_１，１・・・ｇ_ｍ，ｎ及びｆ_１，１・・・ｆ_ｍ，ｎの両方に対して最小にされる。

上述した技術は、大きなマスクエリアに対して次のように拡張することができる。レーザー強度変化に対する制約が全部あるときには、それらの評価における小さなエラーが、大きな距離にわたり大きなエラーへと累積することになる。従って、修正されたＣＤ測定値は、全マスクのスケールでエリアにこの技術を適用したときに「ドリフト」し得る。この問題を回避するために、大きなマスクエリアで動作するときには、もっと全体的な制約が付加される。

本発明の付加的な制約は、レーザー強度変化の統計学的振舞いに関する。レーザー強度値は、充分に長い時間周期にわたって非常に小さな相関を有し、充分に大きなエリアにわたって平均で１になると仮定することができる。スキャンされたフレームは、おそらく重畳する方形エリア（典型的に１０ｘ１０フレーム程度）へ分割される。従って、各方形に対して、１からエラー関数までの平均レーザー強度値の平方偏差が加算される。

正式には、Ｐ個のフレームを各々含むＫ個のフレーム方形が定義される。これは、次のように、Ｐ個のメンバーを各々伴うＫ個のレーザー強度値グループを定義する。

上述した選択肢１によれば、新たなエラー関数は、次のようになる。

但し、α＞０は、ある定数である。

本発明の技術は、ウェハに容易に適用されるべきウェハ関連データ、又は他のフレームデータシリーズに対して一般化することができる。その主たる目標は、統計学的な情報を平均化すると共に、（上述したように捕獲したデータを重畳することにより）マシンデータ変化を回避することにより、非常に正確な測定値を得ることである。

又、本発明の技術は、特定のパターン（構造）に対するいかなる種類の測定にも拡張することができる。換言すれば、本発明は、特定のパターンに対するある測定値の全体的なマップ（即ち、全マスクマップ）を発生し、例えば、線及びスペースパターンの線端短縮測定値のマップを生成するのに使用できる。パターンの識別は、パターンの振舞いに対して特に開発されたデータベース及びマッチングアルゴリズム（マッチングフィルタのような）を使用することで行うことができる。スキャンされる各フレームに対して、アルゴリズムは、フレーム内のパターンを識別し、必要なデータを決定する。

一般に、本発明の技術は、ユーザが幾つかの特定のパターンを（データベースから手動で）選択するのを許し、アルゴリズムは、各パターンについて、全体的マップを生成する。このケースでは、測定は、平均強度、輪郭長さ、等のように、パターンに関連せずに、むしろ一般的である。

全体的マップは、次のように生成される。ユーザは、マスクデータベースを使用してパターン（構造）を選択する。パターンは、圧縮型ハイアラーキーデータベース（Ｋｄツリーのような）に保持される。制御ユニット（アルゴリズム）は、上述したＦＯＶ校正と同様に、ＦＯＶに対してパターン測定値（平均強度、輪郭長さ、等）を校正する。スキャニング中に、選択されたパターンは、データベース（基準データ）を経て識別され、スキャンされた像において測定が遂行される。識別は、近似最至近隣接サーチ方法を使用することにより遂行される。

非周期的パターンにおいて測定するための上述した方法（即ち、特定パターン及びユーザ定義パターンにおける測定）は、単一（特徴部／パターン／構造）測定をどのように生成するか説明するものである。全マスクのマップを生成するには、周期的パターン方法と同様に、単一測定に対して何らかのデータ処理（主として平均化）を行うことが必要である。平均化の程度は、単一ピクセルが表わすエリアに依存する。例えば、ピクセルが２５μｍｘ２５μｍの面積を表す場合は、この面積内の全ての単一測定が平均化されて、単一平均測定を生じさせる。ピクセルが、フレームの分数（フレームサイズ＝マシンパラメータ）である面積を表す場合は、重畳スキャニング方法を使用して、連続測定マップが生成される。ピクセルの面積サイズがどんなものであるか決定するために、次のことを銘記すべきであることに注意されたい。（ピクセルの）面積が大きいほど、マップの解像度及び測定値の分散が低くなり、その逆のことも言える。

従って、本発明は、パターン化された物品における１つ以上のパターンパラメータの変化を制御するための簡単且つ有効な解決策を提供する。本発明は、空間像スキャナからの測定データを使用して、その典型的なモード又は重畳するスキャニングモードのいずれかで動作し、このデータを処理して、所定の領域に対する空間像強度のある関数の値を決定する。

当業者であれば、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲から逸脱せずに、上述された本発明の実施形態に種々の変更や修正を加えられることが容易に明らかであろう。

パターン化された物品におけるパターンの１つ以上のパラメータをマッピングするための本発明の監視システムの一実施例のブロック図である。図１のシステムに使用するのに適した基本的エレメントプロセッサの機能を示すブロック図である。特定のリソグラフィーマスクのレイアウトの像を例示する図である。本発明の技術によって得られたそれに対応する強度積分マップを例示する図である。本発明の技術によって得られた相対的な強度積分マップを例示する図である。別のリソグラフィーマスクのレイアウトの像を例示する図である。それに対応する強度積分マップを例示する図である。相対的な強度積分マップを例示する図である。レーザー強度変化及び／又はＦＯＶ変化のようなＡＩＳシステム変化に関連した測定エラーを補償することを目的とする本発明の実施形態の原理を概略的に示す図である。３ｘ３フレームマトリクスに対するデータを得るための図５の原理を例示する図である。

符号の説明

１００…監視システム、１０２…空間像スキャナ（ＡＩＳ）システム、１０２Ａ…空間像スキャナモジュール、１０２Ｂ…像捕獲装置、１０３…メモリユーティリティ、１０４…特徴部識別子モジュール、１０５…基本的エレメントプロセッサ、１０６…マップジェネレータ、１１０…プロセッサユーティリティ、２０１…基本的エレメント構成データ、２０４…データ分割ユーティリティ、２０５…マッチングユーティリティ、２０６…総計ユーティリティ

Claims

パターンのパラメータの変化を評価するための方法において、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理するステップと、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するステップであって、空間像強度の関数の前記値が、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すか、又は上記パターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えた方法。
空間像強度の前記ある関数は、空間像強度の積分である、請求項１に記載の方法。
パターンの前記少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む、請求項１に記載の方法。
空間強度像を表すデータの前記処理は、空間強度像のデータにパターン認識アルゴリズムを適用して、前記空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成することを含む、請求項１に記載の方法。
空間強度像を表すデータの前記処理は、空間強度像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、空間強度像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定することを含む、請求項４に記載の方法。
空間強度像を表すデータの前記処理は、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化マップを表している、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生することを含む、請求項５に記載の方法。
前記基本的エレメントの各々は、パターンの整数個のサイクルを含むように構成される、請求項５に記載の方法。
強度関数の前記値は、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計することにより得られる、請求項５に記載の方法。
強度関数マップを表すデータの前記発生は、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去することを含む、請求項６に記載の方法。
上記処理するステップは、複数の異なるフレーム像から空間強度像を生成することを含み、更に、上記方法は、異なるフレーム像の生成における差を補償するステップを備えた、請求項１に記載の方法。
上記生成することは、重畳エリアを画成する一対の部分的に重畳するフレーム像を取得し、更に、その２つの部分的に重畳するフレーム像の各々における重畳エリアの視覚表現間の差に応答してその一対の部分的に重畳するフレーム像の各々の取得の差を決定することを含む、請求項１０に記載の方法。
上記処理するステップは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから空間強度像を生成することを含む、請求項１０に記載の方法。
上記差を決定することは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することを含み、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる、請求項１０に記載の方法。
上記パターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値の前記決定は、前記物品の検査と同時に実行される、請求項１に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するステップを備えた、請求項１に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるステップを備えた、請求項１に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するステップを備えた、請求項１に記載の方法。
前記パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである、請求項１に記載の方法。
パターンのパラメータの変化を評価するための方法において、パターン化された物品の少なくとも一部分の像を表すデータを処理するステップと、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して像のある関数の値を決定するステップであって、像関数の前記値が、上記パターン化された物品を使用することで製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものであるステップと、を備えた方法。
上記処理するステップは、空間強度像を表すデータを処理することを含み、更に、上記決定するステップは、空間像強度のある関数の値を決定することを含む、請求項１９に記載の方法。
像の前記ある関数は、像強度の積分である、請求項１９に記載の方法。
パターンの前記少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む、請求項１９に記載の方法。
像を表すデータの前記処理は、その像データにパターン認識アルゴリズムを適用して、像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成することを含む、請求項１９に記載の方法。
像を表すデータの前記処理は、像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する関数の値を決定することを含む、請求項２３に記載の方法。
像を表すデータの前記処理は、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化マップを表している、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生することを含む、請求項２４に記載の方法。
前記基本的エレメントの各々は、パターンの整数個のサイクルを含むように構成される、請求項２４に記載の方法。
強度関数の前記値は、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計することにより得られる、請求項２４に記載の方法。
強度関数マップを表すデータの前記発生は、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去することを含む、請求項２５に記載の方法。
上記処理するステップは、複数の異なるフレーム像から像を生成することを含み、更に、上記方法は、異なるフレーム像の生成における差を補償するステップを備えた、請求項１９に記載の方法。
上記生成することは、重畳エリアを画成する一対の部分的に重畳するフレーム像を取得し、更に、その２つの部分的に重畳するフレーム像の各々における重畳エリアの視覚表現間の差に応答してその一対の部分的に重畳するフレーム像の各々の取得の差を決定することを含む、請求項２９に記載の方法。
上記処理するステップは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから像を生成することを含む、請求項２９に記載の方法。
上記差を決定することは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算することを含み、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる、請求項２９に記載の方法。
上記パターン化された物品の少なくとも一部分に対する関数の値の前記決定は、前記パターン化された物品の検査と同時に実行される、請求項１９に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するステップを備えた、請求項１９に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるステップを備えた、請求項１９に記載の方法。
上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するステップを備えた、請求項１９に記載の方法。
前記パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである、請求項１９に記載の方法。
パターンのパラメータの変化を評価するためのシステムにおいて、パターン化された物品の少なくとも一部分の空間強度像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して空間像強度のある関数の値を決定するように適応されたプロセッサを備え、空間像強度の関数の前記値は、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内のパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すか、又は上記パターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものである、システム。
空間像強度の前記ある関数は、空間像強度の積分である、請求項３８に記載のシステム。
パターンの前記少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、空間強度像のデータにパターン認識アルゴリズムを適用して、前記空間強度像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、空間強度像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、空間強度像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定するように適応される、請求項４１に記載のシステム。
上記プロセッサは、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化マップを表している、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生するように適応される、請求項４２に記載のシステム。
前記基本的エレメントの各々は、パターンの整数個のサイクルを含むように構成される、請求項４３に記載のシステム。
上記プロセッサは、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計して、強度関数の値を得るように適応される、請求項４４に記載のシステム。
上記プロセッサは、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去するように適応される、請求項４３に記載のシステム。
上記プロセッサは、複数の異なるフレーム像から空間強度像を生成し、異なるフレーム像の生成における差を補償するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、部分的に重畳するフレーム像を受け取り、更に、２つの部分的に重畳するフレーム像間の差に応答してその２つの部分的に重畳するフレーム像の取得の差を決定するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから空間強度像を生成するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算するように適応され、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品が検査されている間に上記パターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値を決定するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるように適応される、請求項３８に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように適応される、請求項３８に記載のシステム。
前記パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである、請求項３８に記載のシステム。
パターンのパラメータの変化を評価するためのシステムにおいて、パターン化された物品の少なくとも一部分の像を表すデータを処理し、更に、そのパターン化された物品の前記少なくとも一部分内の所定の領域に対して像のある関数の値を決定するように適応されたプロセッサを備え、像の関数の前記値は、そのパターン化された物品を使用することにより製造されるパターンの少なくとも１つのパラメータの変化を表すものである、システム。
上記プロセッサは、空間強度像を表すデータを処理し、更に、空間像強度のある関数の値を決定するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
像の前記ある関数は、像強度の積分である、請求項５６に記載のシステム。
パターンの前記少なくとも１つのパラメータは、パターン特徴部の微小寸法（ＣＤ）を含む、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、像データにパターン認識アルゴリズムを適用して、その像において所定の基準パターンを識別し、それに対応するパターン識別データを生成するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記像を規定の構成の基本的エレメントへ分割し、それに対応するパターン識別データを使用して、その像において所定の基準パターンに対応する基本的エレメントを選択し、更に、その選択された基本的エレメントの各々に対する前記強度関数の値を決定するように適応される、請求項６０に記載のシステム。
上記プロセッサは、強度関数値と、それに対応する基本的エレメントを表すデータとを分析し、更に、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分内の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化マップを表している、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分に対する強度関数マップを表すデータを発生するように適応される、請求項６１に記載のシステム。
前記基本的エレメントの各々は、パターンの整数個のサイクルを含むように構成される、請求項６２に記載のシステム。
上記プロセッサは、関連パターンに対応する基本的エレメント内の全ての位置の強度値を総計して、強度関数の値を得るように適応される、請求項６３に記載のシステム。
上記プロセッサは、対応する基本的エレメントを表すデータに基づいて強度関数値のアウトライアーを除去するように適応される、請求項６４に記載のシステム。
上記プロセッサは、複数の異なるフレーム像から像を生成し、異なるフレーム像の生成における差を補償するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、部分的に重畳するフレーム像を受け取り、更に、２つの部分的に重畳するフレーム像間の差に応答してその２つの部分的に重畳するフレーム像の取得の差を決定するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、規定の領域を含む部分的に重畳するフレーム像の連続シーケンスから像を生成するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、重畳する領域に対する測定された強度関数値に、一対の隣接する連続的にスキャンされるフレームにおいてサンプルされた各重畳する領域に対するある係数を乗算するように適応され、前記係数は、各関数値間の差を最小にするのに最適なものとされる、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品が検査されている間に上記パターン化された物品の少なくとも一部分に対する強度関数の値を決定するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、物品生産プロセスの１つ以上のパラメータを制御するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように動作できる補償メカニズムのための入力を与えるように適応される、請求項５６に記載のシステム。
上記プロセッサは、上記パターン化された物品の前記少なくとも一部分の前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を表すデータを分析して、それに適用されるパターン化プロセスの照明を調整し、前記少なくとも１つのパターンパラメータの変化を減少するように適応される、請求項５６に記載のシステム。
前記パターン化された物品は、リソグラフィーマスクである、請求項５６に記載のシステム。