JP2014049573A - 半導体装置の評価方法および半導体装置の評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体装置の評価精度を向上させることができる半導体装置の評価方法および半導体装置の評価装置を提供すること。
【解決手段】本発明の実施形態に係る半導体装置の評価方法は、輪郭抽出工程と、輪郭分割工程と、ズレ量取得工程と、許容範囲設定工程と、評価工程とを含む。輪郭抽出工程は、半導体装置のパターンの輪郭を抽出する。輪郭分割工程は、輪郭抽出工程によって抽出される輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する。ズレ量取得工程は、予め設定される基準パターンの輪郭に対する半導体装置のパターンの輪郭のズレ量を取得する。許容範囲設定工程は、領域毎にズレ量の許容範囲を設定する。評価工程は、許容範囲設定工程によって設定される許容範囲とズレ量取得工程によって取得されるズレ量とを領域毎に比較して半導体装置の評価を行う。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、半導体装置の評価方法および半導体装置の評価装置に関する。

従来、半導体装置における集積回路のパターンに欠陥があるか否かを検査することによって半導体装置の良否を評価する評価方法がある。

かかる評価方法として、例えば、半導体装置を撮像した画像からパターンの輪郭を抽出してパターン内の特定の場所に評価領域を設定し、評価領域内に形成されているパターンと設計上のパターンとの形状の誤差に基づいて半導体装置の評価を行う方法がある。

しかしながら、従来の評価方法では、パターンの微細化が進むにつれて評価精度が十分でなくなるおそれがあるという問題がある。

特開２００７−１２１１８１号公報

本発明の一つの実施形態は、半導体装置の評価精度を向上させることができる半導体装置の評価方法および半導体装置の評価装置を提供することを目的とする。

本発明の一つの実施形態によれば、半導体装置の評価方法が提供される。半導体装置の評価方法は、輪郭抽出工程と、輪郭分割工程と、ズレ量取得工程と、許容範囲設定工程と、評価工程とを含む。輪郭抽出工程は、半導体装置のパターンの輪郭を抽出する。輪郭分割工程は、前記輪郭抽出工程によって抽出される前記輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する。ズレ量取得工程は、予め設定される基準パターンの輪郭に対する前記半導体装置のパターンの輪郭のズレ量を取得する。許容範囲設定工程は、前記領域毎に前記ズレ量の許容範囲を設定する。評価工程は、前記許容範囲設定工程によって設定される前記許容範囲と前記ズレ量取得工程によって取得される前記ズレ量とを前記領域毎に比較して前記半導体装置の評価を行う。

実施形態に係る半導体装置の評価システムを示す機能ブロック図を示す図。 実施形態に係るシミュレーションの結果の一例を示す図。 実施形態に係る基準パターンの画像の一例を示す図。 実施形態に係るグリッド線が重畳された基準パターンの画像の一例を示す図。 実施形態に係るシミュレーションの結果の一例を示す図。 実施形態に係る画像取得装置によって取得されたＳＥＭ画像の一例を示す図。 実施形態に係る抽出されたパターンの輪郭を示す画像の一例を示す図。 実施形態に係る抽出されたパターンの輪郭を示す画像へ基準パターンが重畳された状態を示す図。 実施形態に係るズレ量の取得手順を示す図。 実施形態に係る各領域におけるズレ量の分布を示す図。

以下に添付図面を参照して、実施形態に係る半導体装置の評価方法および半導体装置の評価装置を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、実施形態に係る半導体装置の評価システム（以下、「評価システム１」と記載する）を示す機能ブロック図である。評価システム１は、例えば、半導体装置が製造される過程で、半導体基板上へフォトリソグラフィ−によって転写されるレジストのパターンや、レジストをマスクとしたエッチングによって半導体基板上に形成される集積回路のパターン等の評価を行うものである。

具体的には、図１に示すように、評価システム１は、画像取得装置２と、評価結果出力部３と、シミュレータ４と、データベース５と、製造装置６と、評価装置７とを含む。画像取得装置２は、半導体基板に形成されるパターンを撮像する撮像装置であり、例えば、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）である。なお、画像取得装置２は、ＳＥＭに限定されるものではなく、任意の撮像装置であってもよい。かかる画像取得装置２は、撮像したパターンの画像を評価装置７が備える後述の輪郭抽出部８１へ出力する。

評価結果出力部３は、例えば、画像表示装置であり、評価装置７によって評価された半導体装置の良否等を示す評価結果の情報を表示出力する。

シミュレータ４は、半導体装置の製造装置６によるパターン形成のシミュレーションを行う装置である。かかるシミュレータ４は、製造装置６へ設定される各種パラメータが入力され、入力されるパラメータに基づいて製造装置６を動作させた場合に半導体基板上へ形成されるパターンの画像を仮想的に生成する。そして、シミュレータ４は、生成したパターンの画像を評価装置７の後述する許容範囲設定部８５および基準パターン設定部８６へ出力する。

なお、ここでのパラメータは、例えば、製造装置６が露光装置の場合、露光対象に対して露光光が照射される単位面積当たりの照射時間（以下、「ドーズ量」と記載する）や、露光時における焦点の調節量（以下、「フォーカス」と記載する）である。

また、例えば、製造装置６がドライエッチング装置の場合、パラメータは、エッチングに使用される反応性ガスの種類やエッチング対象へ衝突させるイオンへ印加するエネルギー量等となる。また、例えば、製造装置６がウェットエッチング装置の場合、パラメータは、エッチャント（薬液）の濃度やエッチングの時間、温度等となる。

データベース５は、パターン欠陥事例情報５１を記憶する情報記憶装置である。ここでのパターン欠陥事例情報５１は、製造装置６によって過去に形成されたパターンについて、どの箇所で、どのようなパターン欠陥が、どのような頻度および程度で発生したかを示す履歴である。

製造装置６は、半導体基板上へ集積回路のパターンを形成する装置であり、例えば、回路パターンが形成されたマスク（レクチル）越しに露光光を照射することで、半導体基板へ塗布されたレジストへパターンを転写する露光装置である。なお、製造装置６は、パターニングされたレジストをマスクとして半導体基板をエッチングすることにより、半導体基板表面の形状を加工してパターンを形成するドライエッチング装置やウェットエッチング装置等であってもよい。

評価装置７は、半導体装置におけるパターン欠陥の有無を判別することによって半導体装置の良否を評価する装置である。かかる評価装置７は、制御部８と記憶部９とを備える。制御部８は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えた情報処理部であり、ＣＰＵが図示しない評価プログラムを実行することで機能する複数の処理部を備える。具体的には、制御部８は、複数の処理部として、輪郭抽出部８１と、輪郭分割部８２と、ズレ量取得部８３と、評価部８４と、許容範囲設定部８５と、基準パターン設定部８６とを備える。

また、記憶部９は、例えば、フラッシュメモリ等の不揮発性の記憶デバイスであり、重要度別分割領域情報９１、製造装置別基準パターン情報９２、領域別許容範囲情報９３等を記憶する。かかる記憶部９は、前述の評価プログラム等の情報も記憶する。

製造装置別基準パターン情報９２は、製造装置６によって形成されるパターンの基準となる理想的な基準パターンを示す情報である。かかる製造装置別基準パターン情報９２には、製造装置６によって形成されるパターンの種類や製造装置６の種類、製造装置６の経年変化による状態毎に異なる複数の基準パターンが含まれる。

また、重要度別分割領域情報９１は、基準パターンを重要度に応じて複数の領域へ分割するために使用される情報であり、例えば、基準パターンの画像を分割するグリッド線の配置を示す情報である。また、ここでの重要度とは、パターン欠陥が発生する可能性の高さを示す度合である。これらの製造装置別基準パターン情報９２および重要度別分割領域情報９１は、基準パターン設定部８６によって設定される情報である。

また、領域別許容範囲情報９３は、重要度に応じて複数の領域へ分割されるパターンの領域毎に設定される情報であり、各領域における基準パターンの輪郭に対する実際に形成されるパターンの輪郭のズレ量に関する許容範囲を示す情報である。この領域別許容範囲情報９３は、許容範囲設定部８５によって設定される情報である。

輪郭抽出部８１は、画像取得装置２から入力される半導体装置のパターンの画像からパターンの輪郭を抽出して輪郭の画像を生成し、生成した輪郭の画像を輪郭分割部８２へ出力する処理部である。

輪郭分割部８２は、輪郭抽出部８１によって抽出されるパターンの輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する処理部である。かかる輪郭分割部８２は、輪郭抽出部８１から入力される輪郭の画像を、重要度別分割領域情報９１に基づいて分割することにより、パターンの輪郭を重要度に応じて複数の領域へ分割し、分割した画像をズレ量取得部８３へ出力する。

具体的には、輪郭分割部８２は、重要度別分割領域情報９１から読み出したグリッド線の配置を示す情報に基づいて輪郭の画像へグリッド線を重畳し、グリッド線によって輪郭の画像を分割することにより、パターンの輪郭を重要度に応じて複数の領域へ分割する。

ズレ量取得部８３は、予め設定される基準パターンの輪郭に対して、実際に形成されたパターンの輪郭がどれほどズレているかを示すズレ量を取得する処理部である。かかるズレ量取得部８３は、輪郭分割部８２から入力される分割された輪郭の画像と製造装置別基準パターン情報９２とに基づき、複数の計測点におけるズレ量を取得する。そして、ズレ量取得部８３は、取得したズレ量を評価部８４へ出力する。なお、ズレ量取得部８３がズレ量を取得する手法の具体的一例については、図８を参照して後述する。

評価部８４は、パターンの重要度に応じた領域毎に設定される領域別許容範囲情報９３の許容範囲と、ズレ量取得部８３によって取得されるズレ量とを比較して半導体装置の評価を行う処理部である。かかる評価部８４は、輪郭分割部８２によって分割される領域毎に、ズレ量取得部８３から入力されるズレ量の分布を生成し、輪郭分割部８２によって分割される領域毎に異なる許容範囲と、対応する領域におけるズレ量の分布とを比較する。

そして、評価部８４は、ズレ量が許容範囲内であった領域内のパターンを良（ＯＫ）と評価する。一方、評価部８４は、ズレ量が許容範囲を超えた領域内のパターンを不良（ＮＧ）と評価する。その後、評価部８４は、評価結果を評価結果出力部３へ出力して表示出力させる。

基準パターン設定部８６は、種類や状態の異なる複数の各製造装置６がそれぞれ半導体基板上に形成するパターンの基準となる理想的な基準パターンの画像を生成し、製造装置別基準パターン情報９２として記憶部９へ記憶させて設定する処理部である。かかる基準パターン設定部８６は、生成した基準パターンの画像を許容範囲設定部８５へも出力する。

また、基準パターン設定部８６は、生成した基準パターンの画像を重要度に応じて複数の領域へ分割するグリッド線の位置を決定し、決定したグリッド線の位置を示す情報を重要度別分割領域情報９１として記憶部９へ記憶させて設定する。このとき、基準パターン設定部８６は、決定したグリッド線の位置を許容範囲設定部８５へも出力する。

かかる基準パターン設定部８６は、シミュレータ４から入力されるシミュレーションの結果に基づいて基準パターンの画像を生成し、生成した基準パターンの画像とシミュレーション結果とパターン欠陥事例情報５１とに基づいてグリッド線の位置を決定する。なお、基準パターン設定部８６が基準パターンの画像を生成する手順およびグリッド線の配置を決定する手順については、図２〜図４を参照して後述する。

許容範囲設定部８５は、パターンの重要度に応じて分割される領域毎に、基準パターンの輪郭と実際に形成されるパターンの輪郭とのズレ量に関する異なる許容範囲を決定し、領域別許容範囲情報９３として記憶部９へ記憶させて設定する処理部である。

かかるパターン欠陥事例情報５１と、シミュレータ４から入力されるシミュレーションの結果と、基準パターン設定部８６から入力される基準パターンおよびグリッド線の配置を示す情報とに基づいて領域別許容範囲情報９３を設定する。なお、許容範囲設定部８５が許容範囲を決定する手順の一例については、図５を参照して後述する。

次に、図２〜４を参照し、基準パターン設定部８６が基準パターンの画像を生成する手順およびグリッド線の配置を決定する手順の一例について説明する。図２は、実施形態に係るシミュレーション結果の一例を示す図であり、図３は、実施形態に係る基準パターンＰの画像Ｐｘの一例を示す図であり、図４は、実施形態に係るグリッド線ｇが重畳された基準パターンＰの画像Ｐｘの一例を示す図である。

ここでは、製造装置６が露光装置である場合について説明する。かかる場合、シミュレータ４には、製造装置６から露光時に設定可能なパラメータの範囲として、フォーカスの範囲およびドーズ量の範囲のいずれか一方または双方が入力される。なお、シミュレータ４へ入力されるパラメータの範囲は、製造装置６の種類や製造装置６の経年変化等によって変化する範囲である。

シミュレータ４は、パラメータの範囲が入力されると、入力される範囲内で設定するパラメータを変更しながら、製造装置６によって形成されるパターンをシミュレーションによって仮想的に生成する。さらに、シミュレータ４は、生成したパターン内でパターン欠陥が発生する可能性のある箇所を特定するシミュレーションを行う。

そして、シミュレータ４は、仮想的に生成したパターンを半導体装置へ採用した場合における半導体装置の歩留まりをシミュレーションによって算出する。かかるシミュレーションでは、図２に示すように、ドーズ量またはフォーカス等のパラメータを下限値から増大させると歩留まりが徐々に上昇し、例えば、パラメータをｄ１まで増大させた時点で歩留まりが定常状態となる。

そして、さらにパラメータを増大させると、例えば、パラメータがｄ２まで増大させた時点から徐々に歩留まりが低下する。そこで、基準パターン設定部８６は、シミュレータ４がパラメータをｄ１からｄ２までの間で順次変更して生成した製造装置６による仮想的な複数のパターンをシミュレータ４から取得する。そして、基準パターン設定部８６は、シミュレータ４から取得した複数のパターンの形状を平均化して、例えば、図３に示す基準パターンＰの画像Ｐｘを生成する。

かかる基準パターン設定部８６は、製造装置６の種類および製造装置６の状態に応じて異なる基準パターンＰを生成し、製造装置別基準パターン情報９２として記憶部９へ記憶させて設定する。

続いて、基準パターン設定部８６は、シミュレータ４から基準パターンＰの中でパターン欠陥が発生する可能性のある箇所に関する情報を取得する。さらに、基準パターン設定部８６は、パターン欠陥事例情報５１から基準パターンＰを基に過去に形成されたパターンの中で発生したパターン欠陥の箇所、欠陥の程度、欠陥の発生頻度を取得する。

そして、基準パターン設定部８６は、シミュレータ４およびパターン欠陥事例情報５１から取得したこれらの情報に基づいてグリッド線ｇの配置を決定する。例えば、基準パターン設定部８６は、基準パターンＰの画像Ｐｘの各ピクセルについて、重要度の高さを示すスコアを算出する。

このとき、基準パターン設定部８６は、シミュレーションによってパターン欠陥が発生する可能性ありと判定され、且つ、過去に発生したパターン欠陥の程度および発生頻度が高い領域のピクセルほど重要度が高くなるような関数を使用してスコアを算出する。

続いて、基準パターン設定部８６は、基準パターンＰの画像Ｐｘの中でスコアの境界となる位置にグリッド線ｇが位置するようにグリッド線ｇの配置を決定する。かかるグリッド線ｇを基準パターンＰの画像Ｐｘへ重畳することにより、例えば、図４に示すように、基準パターンＰの画像Ｐｘは、重要度が高レベルの領域Ｐａと、重要度が中レベルの領域Ｐｂと、重要度が低レベルの領域Ｐｃとにグリッド線ｇによって分割される。

次に、図５を参照し、許容範囲設定部８５が許容範囲を決定する手順の一例について説明する。図５は、実施形態に係るシミュレーションの結果の一例を示す図である。なお、図５には、シミュレータ４が製造装置６へ設定されるパラメータ（ここでは、ドーズ量またはフォーカス）を順次変更して仮想的なパターンを生成するシミュレーションを行った結果を示している。

より具体的には、図５に示すグラフＧａは、設定されるパラメータと図４に示す領域Ｐａに形成される仮想的なパターンの寸法との関係を示している。また、図５に示すグラフＧｂは、設定されるパラメータと図４に示す領域Ｐｂに形成される仮想的なパターンの寸法との関係を示している。

ここで、図５に示すパラメータｄ１、ｄ２は、図２に示すパラメータｄ１、ｄ２と同じ値である。つまり、ｄ１からｄ２までのパラメータが設定される場合には、半導体装置の歩留まりが定常状態に保たれる。

したがって、領域Ｐａに形成されるパターンの寸法が図５に示す範囲ｒａ内であれば、領域Ｐａに形成されるパターンの欠陥によって半導体装置の歩留まりが定常状態から低下する可能性は低い。同様に、領域Ｐｂに形成されるパターンの寸法が図５に示す範囲ｒｂ内であれば、領域Ｐｂに形成されるパターンの欠陥によって半導体装置の歩留まりが定常状態から低下する可能性は低い。

そこで、許容範囲設定部８５は、例えば、図５に示すシミュレーションの結果がシミュレータ４から入力される場合、図５に示す範囲ｒａ、ｒｂからシミュレーション結果に基づくズレ量の許容範囲を算出する。

具体的には、許容範囲設定部８５は、基準パターンＰの輪郭を中心線とし、実際に形成されるパターンの輪郭が中心線を挟んで中心線から両側にｒａ／２ズレるまでのズレ量を領域Ｐａにおけるシミュレーション結果に基づく許容範囲として算出する。

また、許容範囲設定部８５は、領域Ｐｂについても、基準パターンＰの輪郭を中心線とし、実際に形成されるパターンの輪郭が中心線を挟んで中心線から両側にｒｂ／２ズレるまでのズレ量を領域Ｐｂにおけるシミュレーション結果に基づく許容範囲として算出する。なお、許容範囲設定部８５は、他の領域についても同様に、各領域のシミュレーション結果に基づく許容範囲を算出する。

さらに、許容範囲設定部８５は、パターン欠陥の発生する領域を特定するシミュレーションの結果とパターン欠陥事例情報５１とを使用し、シミュレーション結果に基づく各許容範囲を補正することで、各領域の重要度に応じて異なるズレ量の許容範囲を決定する。

具体的には、シミュレーションによってパターン欠陥が発生する可能性ありと判定され、且つ、過去に発生したパターン欠陥の程度および発生頻度が高い領域ほど許容範囲が狭くなるような係数をシミュレーション結果に基づく各許容範囲へ乗算する。これにより、各領域の重要度に応じて異なるズレ量の最終的な許容範囲が決定される。

次に、図６〜図１０を参照し、評価装置７が半導体装置のパターンを評価する手順の一例について説明する。図６は、実施形態に係る画像取得装置２によって取得されたＳＥＭ画像Ｉの一例を示す図であり、図７は、実施形態に係る抽出されたパターンの輪郭Ｌを示す画像ＩＬの一例を示す図である。

また、図８は、実施形態に係る抽出されたパターンの輪郭を示す画像ＩＬへ基準パターンＰが重畳された状態を示す図であり、図９は、実施形態に係るズレ量の取得手順を示す図であり、図１０は、実施形態に係る各領域におけるズレ量の分布を示す図である。

評価装置７によって半導体装置のパターンの評価を行う場合、画像取得装置２から輪郭抽出部８１へ、例えば、図６に示すように、半導体装置のパターンが撮像されたＳＥＭ画像Ｉが入力される。輪郭抽出部８１は、入力されるＳＥＭ画像Ｉから、例えば、図７に示すように、パターンの輪郭Ｌを抽出した画像ＩＬを生成して輪郭分割部８２へ出力する。

輪郭分割部８２は、輪郭抽出部８１から入力される画像ＩＬに対して、重要度別分割領域情報９１に含まれるグリッド線ｇの配置位置を示す情報に基づき、グリッド線ｇを重畳させることによって画像ＩＬを重要度に応じた複数の領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃへ分割する。そして、輪郭分割部８２は、重要度に応じて複数の領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃへ分割した画像ＩＬをズレ量取得部８３へ出力する。

ここで、領域Ｌａは、図４に示す重要度が高レベルの領域Ｐａに対応する領域であり、領域Ｌｂは、図４に示す重要度が中レベルの領域Ｐｂに対応する領域であり、領域Ｌｃは、図４に示す重要度が低レベルの領域Ｐｃに対応する領域である。

ズレ量取得部８３は、図８に示すように、輪郭分割部８２によって分割された画像ＩＬへ製造装置別基準パターン情報９２に含まれる基準パターンＰを重畳させる。このとき、ズレ量取得部８３は、パターンを形成した製造装置６の種類および状態に応じた基準パターンＰを選択して画像ＩＬへ重畳させる。そして、ズレ量取得部８３は、基準パターンＰの輪郭に対するＳＥＭ画像Ｉから抽出された輪郭Ｌのズレ量を領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ毎に取得する。

このとき、ズレ量取得部８３は、例えば、図９に示すように、基準パターンＰの輪郭に規定した複数の計測点から基準パターンＰの輪郭と直交する垂線を延伸させ、垂線と抽出された輪郭Ｌとの距離をズレ量として取得する。ここでは、例えば、抽出された輪郭Ｌが基準パターンＰの輪郭よりも基準パターンＰの外側に位置する場合のズレ量を正（+）、内側に位置する場合のズレ量を負（-）とする。そして、ズレ量取得部８３は、複数の計測点で計測されたズレ量を領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ毎に評価部８４へ出力する。

評価部８４は、例えば、図１０に示すように、各領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃで計測されたズレ量の出現頻度の分布を領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ毎に生成する。ここで、図１０の上段に示す分布は、領域Ｌａにおけるズレ量の分布を示しており、中段には、領域Ｌｂにおけるズレ量の分布を示しており、下段には、領域Ｌｃにおけるズレ量の分布を示している。

そして、評価部８４は、領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ毎に生成した分布と、領域別許容範囲情報９３に含まれる各領域Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃのズレ量に関する許容範囲Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃとを比較する。図１０に示す例では、領域Ｌｂにおけるズレ量の分布が許容範囲Ｒｂ内に収まっており、領域Ｌａにおけるズレ量の分布が許容範囲Ｒａをズレ量の負（-）方向に超過しており、領域Ｌｃにおけるズレ量の分布が許容範囲Ｒｃをズレ量の正（+）方向に超過している。したがって、評価部８４は、領域Ｌｂ内のパターンを良と評価し、領域Ｌａ、Ｌｃ内のパターンを不良と評価する。

上述してきたように、実施形態に係る半導体装置の評価方法は、輪郭抽出工程と、輪郭分割工程と、ズレ量取得工程と、許容範囲設定工程と、評価工程とを含む。輪郭抽出工程は、半導体装置のパターンの輪郭を抽出する。輪郭分割工程は、輪郭抽出工程によって抽出される輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する。

ズレ量取得工程は、予め設定される基準パターンの輪郭に対する半導体装置のパターンの輪郭のズレ量を取得する。許容範囲設定工程は、領域毎にズレ量の許容範囲を設定する。評価工程は、許容範囲設定工程によって設定される許容範囲とズレ量取得工程によって取得されるズレ量とを領域毎に比較して半導体装置の評価を行う。

このように、実施形態に係る半導体装置の評価方法は、パターンが形成される領域をパターン欠陥が発生する可能性の高さを示す重要度に応じて複数の領域へ分割し、分割した領域毎に異なるズレ量の許容範囲を用いてパターンの評価を行う。これにより、実施形態に係る半導体装置の評価方法では、重要度の高いパターンが見逃されることを防止することができるので、半導体装置の評価精度を向上させることができる。

また、実施形態に係る許容範囲設定工程は、重要度に応じて領域毎に異なるズレ量の許容範囲を設定する。これにより、実施形態に係る半導体装置の評価方法では、各領域の重要度に応じた評価基準によってパターンの評価を行うことができるので、半導体装置の評価精度をさらに向上させることができる。

実施形態に係る許容範囲設定工程は、半導体装置のパターンを形成する製造装置に応じて、異なる基準パターンを設定する基準パターン設定工程をさらに含む。これにより、製造装置の種類や製造装置の状態に応じた適切な基準パターンと実際に形成されるパターンとを比較することができるので、製造装置の機種変更や製造装置の経年変化による状態変化が生じた場合に、評価精度が低下することを防止することができる。

また、実施形態に係る半導体装置の評価方法において予め定められる重要度は、半導体装置の過去に発生したパターン欠陥の事例に基づいて定められる。これにより、実施形態に係る半導体装置の評価方法では、例えば、シミュレーションによって重要度の高い領域として特定されず、過去にパターン欠陥が生じた領域を評価対象の領域として分割し、パターンの評価を行うことができる。したがって、実施形態に係る半導体装置の評価方法によれば、重要度の高いパターンが見逃されることをより確実に防止することができる。

なお、上述した実施形態では、半導体装置の歩留まりが低下しない理想的な複数のパターンを平均化したパターンを基準パターンとしたが、基準パターンは、これに限定されるものではない。

例えば、基準パターンとしては、デザインルールに準拠した設計上のパターンや、リソグラフィー工程におけるシミュレーション上のパターン、加工変換差シミュレーション上のパターン、ＧＤＳやＯａｓｉｓ等の設計データを用いてもよい。

また、上述したズレ量の計測方法は、一例であり、他の方法を用いることもできる。例えば、形成するパターンが円形のパターンや円形の孔を形成するパターンの場合、基準パターンにおける円の中心から円周へ向けて垂線を延伸させ、垂線と円周との交点から垂線と実際に形成されたパターンの輪郭との交点までの距離をズレ量として計測してもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 評価システム、 ２ 画像取得装置、 ３ 評価結果出力部、 ４ シミュレータ、 ５ データベース、 ６ 製造装置、 ７ 評価装置、 ８ 制御部、 ９ 記憶部、 ５１ パターン欠陥事例情報、 ８１ 輪郭抽出部、 ８２ 輪郭分割部、 ８３ ズレ量取得部、 ８４ 評価部、 ８５ 許容範囲設定部、 ８６ 基準パターン設定部、 ９１ 重要度別分割領域情報、 ９２ 製造装置別基準パターン情報、 ９３ 領域別許容範囲情報、 Ｐ 基準パターン、 Ｌ 輪郭、 Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ 許容範囲

Claims (5)

1. 半導体装置のパターンの輪郭を抽出する輪郭抽出工程と、
   前記輪郭抽出工程によって抽出される前記輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する輪郭分割工程と、
   予め設定される基準パターンの輪郭に対する前記半導体装置のパターンの輪郭のズレ量を取得するズレ量取得工程と、
   前記領域毎に前記ズレ量の許容範囲を設定する許容範囲設定工程と、
   前記許容範囲設定工程によって設定される前記許容範囲と前記ズレ量取得工程によって取得される前記ズレ量とを前記領域毎に比較して前記半導体装置の評価を行う評価工程と
   を含むことを特徴とする半導体装置の評価方法。
2. 前記許容範囲設定工程は、
   前記重要度に応じて前記領域毎に異なる前記許容範囲を設定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の評価方法。
3. 前記半導体装置のパターンを形成する製造装置に応じて、異なる前記基準パターンを設定する基準パターン設定工程
   をさらに含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体装置の評価方法。
4. 前記重要度は、
   前記半導体装置の過去に発生したパターン欠陥の事例に基づいて定められる
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の半導体装置の評価方法。
5. 半導体装置のパターンの輪郭を抽出する輪郭抽出部と、
   前記輪郭抽出部によって抽出される前記輪郭を予め定められる重要度に応じて複数の領域へ分割する輪郭分割部と、
   予め設定される基準パターンの輪郭に対する前記半導体装置のパターンの輪郭のズレ量を取得するズレ量取得部と、
   前記領域毎に前記ズレ量の許容範囲を設定する許容範囲設定部と、
   前記許容範囲設定部によって設定される前記許容範囲と前記ズレ量取得部によって取得される前記ズレ量とを前記領域毎に比較して前記半導体装置の評価を行う評価部と
   を備えることを特徴とする半導体装置の評価装置。