TWI579653B - A pattern measuring device, and a computer program for pattern measurement - Google Patents

A pattern measuring device, and a computer program for pattern measurement Download PDF

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TWI579653B
TWI579653B TW103140648A TW103140648A TWI579653B TW I579653 B TWI579653 B TW I579653B TW 103140648 A TW103140648 A TW 103140648A TW 103140648 A TW103140648 A TW 103140648A TW I579653 B TWI579653 B TW I579653B
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長谷川昇雄
杉山明之
伊澤美紀
鬼澤明洋
三橋□二
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日立全球先端科技股份有限公司
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Description

圖案測定裝置，及圖案測定用的電腦程式
本發明是有關圖案測定裝置、及圖案測定用的電腦程式，特別是有關在設計資料上，用以進行均等地配列的圖案的測定之圖案測定裝置、及電腦程式。
半導體裝置的大規模化、高集成化進展。支持該等的進步的是微細加工技術。其中微影技術是藉由投影曝光裝置的波長的短波長化或投影透鏡的高NA化而進展。但，該等也達極限，就使用紫外光或遠紫外光的方式而言，大概40nm half-pitch為極限。作為予以打破的方式，有使用EUV光的方法被開發，但尚未到達實用化。相對於此，有運用各種的加工技術的圖案形成法或使用材料的特性的新方法被開發。
其一有以自我整合來使圖案2倍化的SADP法(Self aligned double patterning)(非專利文獻1)或4倍化的SAQP法(Self aligned quadruple patterning)。此方法是在以微影所形成的圖案的側壁選擇性地留下蝕刻耐性高的材料，以微影所形成的圖案削除，使用剩下的側 壁作為圖案。因此，若重複2次可使1個圖案2倍化的此步驟，則4倍化也為可能。換言之，可將圖案的間距微細化成1/2或1/4。
並且，作為使用材料的特性的圖案n倍化法，有使用自己感應組織化製程、DSA(Directed Self Assembly)(非專利文獻2)的方法。此方法是使用將被稱為高分子嵌段共聚物(block copolymer)的2種類的聚合物合成使塊狀結合的材料，利用2種類的聚合物的熱力學的特性不同而自己組織化的方法。可在以微影所形成的圖案(引導圖案)的內側形成複數個的圖案，或在大尺寸的孔的內側自我整合地形成微細的孔。
另一方面，在專利文獻1中，說明了在根據光罩的掃描電子顯微鏡像所取得的輪廓線畫像重疊複數的基準線，利用該基準線來進行測定的情形。
〔先行技術文獻〕 〔專利文獻〕
〔專利文獻1〕日本特開2011-137901號公報(對應美國專利公開公報US2012/0290990)
〔非專利文獻〕
〔非專利文獻1〕H. Yaegashi, et al., “Novel approaches to implement the self-aligned spacer DP process Towards 22-nm Nodes”, Proc.Of SPIE, 832483241-M
〔非專利文獻2〕B.Rathsack, et al., “Pattern scaling with directed self assembly through lithography and etch process integration”, Proc.Of SPIE, 83230B-1 (2012)
若根據非專利文獻1、2所揭示那樣的圖案化法，則可形成超過依投影曝光裝置的射束的波長而定的界限之微細圖案，但由於使用與以往的圖案化技術(在光罩所形成的圖案形狀直接被轉印於試料上)不同的工程或材料，因此最好進行該不同緣故的評價。在非專利文獻1、非專利文獻2中無有關如此的評價法的揭示，且在專利文獻1中有關DSA、SADP、SAQP、SAOP(Self Aligned Octuple Patterning)法等之評價在光罩沒有的圖案的手法也無任何討論。
以下，說明有關以適當評價藉由圖案化法(形成在光罩沒有的圖案)所形成的圖案為目的之圖案測定裝置、及圖案測定用的電腦程式。
提案一種圖案測定裝置，作為用以達成上述目的之一形態，係具備運算裝置的圖案測定裝置，該運算裝置係利用藉由對試料照射射束而取得的資料來測定被形成於前述試料的圖案間的尺寸，其特徵為：運算裝置係從藉由照射射束而取得的被測定資料來抽 出被形成於試料的圖案的重心，在該被抽出的重心與設定有成為測定始點或測定終點的基準的測定基準資料之間實行對位處理，測定該被對位的測定基準資料的前述測定始點或測定終點與前述被測定資料中所含的圖案的重心或邊緣之間的尺寸。
提案一種圖案測定裝置，作為用以達成上述目的之其他的形態，係具備運算裝置的圖案測定裝置，該運算裝置係利用藉由對試料照射射束而取得的資料來測定被形成於前述試料的圖案間的尺寸，其特徵為：運算裝置係取得藉由利用縮小投影曝光裝置的圖案化所形成的圖案資料，根據該圖案資料來求取該圖案資料的圖案間或該圖案內藉由自己感應組織化製程所產生的圖案，或藉由多圖案化法所形成的圖案的重心位置。
若根據上述構成，則可適當地評價藉由圖案化法(形成在光罩沒有的圖案)所形成的圖案。
101‧‧‧電子源
102‧‧‧引出電極
103‧‧‧一次電子線(荷電粒子射束)
104‧‧‧第一聚光透鏡
105‧‧‧光圈
106‧‧‧第二聚光透鏡
107‧‧‧二次電子檢測器
108‧‧‧對準線圈
109‧‧‧偏向線圈
110‧‧‧對物透鏡
111‧‧‧試料
112‧‧‧平台
113‧‧‧試料室
114‧‧‧二次電子
115‧‧‧高電壓控制裝置
116‧‧‧第一聚光透鏡控制部
117‧‧‧第二聚光透鏡控制部
118‧‧‧二次電子訊號放大器
119‧‧‧對準控制部
120‧‧‧偏向訊號放大器
121‧‧‧對物透鏡控制部
122‧‧‧偏向訊號控制部
123‧‧‧畫像處理處理器
124‧‧‧二次電子像顯示裝置
200‧‧‧計測圖案畫像
201‧‧‧計測圖案
203‧‧‧圖案CD
204‧‧‧圖案間距
205‧‧‧領域指定游標
300‧‧‧網格配置畫面
301‧‧‧基準線X
302‧‧‧基準線Y
303‧‧‧基準點
304‧‧‧間距X
305‧‧‧間距Y
306‧‧‧基準線X與圖案重心X間距離
310‧‧‧計測圖案邊緣
311‧‧‧計測圖案重心
312‧‧‧計測基準點
313‧‧‧計測圖案偏差量
1600‧‧‧結果輸出例
1601‧‧‧畫面
1800‧‧‧未形成DSA孔
1801‧‧‧結果顯示畫面
1802‧‧‧未形成圖案結果表示例
1803‧‧‧圖案檢測數
2801‧‧‧引導圖案
2802‧‧‧孔直徑
2803‧‧‧孔形狀
2804‧‧‧孔重心
2805‧‧‧間距X
2806‧‧‧間距Y
2807‧‧‧基準線X
2808‧‧‧基準線Y
2809‧‧‧對準用
2901‧‧‧孔形狀
2902‧‧‧計測圖案邊緣
2903‧‧‧計測圖案重心
2904‧‧‧計測圖案偏差量X
2905‧‧‧計測圖案偏差量Y
2906‧‧‧基準線X
2907‧‧‧基準線Y
2908‧‧‧計測圖案偏差量
2909‧‧‧對準用設計資料
2910‧‧‧對準用圖案邊緣
3101‧‧‧引導圖案
3102‧‧‧孔直徑
3103‧‧‧孔形狀
3104‧‧‧孔重心
3105‧‧‧間距X
3106‧‧‧間距Y
3107‧‧‧基準線X
3108‧‧‧基準線Y
3109‧‧‧對準用
3201‧‧‧孔形狀
3202‧‧‧計測圖案邊緣
3203‧‧‧計測圖案重心
3204‧‧‧計測圖案偏差量X
3205‧‧‧計測圖案偏差量Y
3206‧‧‧基準線X
3207‧‧‧基準線Y
3208‧‧‧計測圖案偏差量
3209‧‧‧對準用設計資料
3210‧‧‧對準用圖案邊緣
3301‧‧‧引導圖案
3302‧‧‧孔直徑
3303‧‧‧孔形狀
3304‧‧‧孔重心
3305‧‧‧間距X
3306‧‧‧間距Y
3307‧‧‧基準線X
3308‧‧‧基準線Y
3309‧‧‧對準用
3401‧‧‧孔形狀
3402‧‧‧計測圖案邊緣
3403‧‧‧計測圖案重心
3404‧‧‧計測圖案偏差量X
3405‧‧‧計測圖案偏差量Y
3406‧‧‧基準線X
3407‧‧‧基準線Y
3408‧‧‧計測圖案偏差量
3409‧‧‧對準用設計資料
3410‧‧‧對準用圖案邊緣
3501‧‧‧引導圖案
3502‧‧‧線寬
3503‧‧‧線形狀
3504‧‧‧線重心
3505‧‧‧間距X
3506‧‧‧基準線X
3507‧‧‧基準線Y
3508‧‧‧對準用
3601‧‧‧線形狀
3602‧‧‧計測圖案邊緣
3603‧‧‧計測圖案重心
3604‧‧‧計測圖案偏差量X
3605‧‧‧計測圖案偏差量Y
3606‧‧‧基準線X
3607‧‧‧基準線Y
3608‧‧‧計測圖案偏差量
3609‧‧‧對準用設計資料
3610‧‧‧對準用圖案邊緣
3701‧‧‧核心圖案
3702‧‧‧1st間隔件
3703‧‧‧1st間隔件側壁
3704‧‧‧2nd間隔件
3705‧‧‧2nd間隔件側壁
3801‧‧‧核心圖案
3802‧‧‧1st間隔件
3803‧‧‧1st間隔件側壁
3804‧‧‧2nd間隔件
3805‧‧‧2nd間隔件側壁
3901‧‧‧切斷圖案
3902‧‧‧2nd間隔件側壁
3903‧‧‧SAQP圖案
3904‧‧‧線重心
3905‧‧‧基準線X
3906‧‧‧基準線Y
4801‧‧‧形狀選擇
4802‧‧‧圖案寬輸入
4803‧‧‧間距寬輸入
4901‧‧‧引導圖案
4902‧‧‧圖案形狀
4903‧‧‧圖案寬
4904‧‧‧圖案間距寬
圖1是顯示掃描電子顯微鏡的概略圖。
圖2是顯示測定圖案尺寸或間距的例圖。
圖3是顯示在SEM畫像上配置成為測定基準的網格之例圖。
圖4是顯示對SEM畫像之網格線資訊的登錄工程的流程圖。
圖5是顯示對設計資料之網格線資訊的登錄工程的流程圖。
圖6是顯示利用網格線的計測程序的概略流程圖。
圖7是表示DSA圖案的SEM畫像的一例圖(實際的200K倍的FOV影像)。
圖8是表示包含掃描電子顯微鏡的測定系統的一例圖。
圖9是表示在設計資料上配置網格線的例圖。
圖10是表示圖案的識別資訊與成為測定基準的網格位置的關係之資料庫的一例圖。
圖11是表示根據引導圖案用遮罩資料產生的畫像的一例圖。
圖12是表示攝取引導圖案的SEM畫像例的圖。
圖13是表示將DSA圖案的重心與網格線重疊的例圖。
圖14是表示網格計測結果的顯示例圖。
圖15是表示網格計測資料的輸出畫面例圖。
圖16是表示網格計測結果的顯示例圖。
圖17是表示網格計測結果的顯示例圖。
圖18是表示網格計測結果的顯示例圖。
圖19是表示將網格計測結果分佈顯示的例圖。
圖20是表示網格計測SADP圖案的例圖。
圖21是說明網格計測SADP圖案的結果的解析例圖。
圖22是表示SAQP圖案計測時的基準網格線的決定方法的圖(正常)。
圖23是表示SAQP圖案計測時的基準網格線的決定方法的圖(核心圖案錯誤)。
圖24是表示SAQP圖案計測時的基準網格線的決定方法的圖(1st間隔件-錯誤)。
圖25是表示將藉由SADP所形成的孔圖案分組的例圖。
圖26是說明SADP的圖案化製程的圖。
圖27是表示SAxP的網格計測結果的輸出例圖。
圖28是說明由DSA的引導圖案資料(設計資料)來求取藉由DSA所形成的圖案的重心位置的手法的圖。
圖29是表示利用根據設計資料作成的重心位置資訊之計測結果的輸出例圖。
圖30是表示利用根據設計資料作成的重心位置資訊之計測的工程的流程圖。
圖31是說明由DSA的引導圖案資料(設計資料)來求取藉由DSA所形成的圖案的重心位置之手法的圖。
圖32是表示利用根據設計資料作成的重心位置資訊之計測結果的輸出例圖。
圖33是說明由DSA的引導圖案資料(設計資料)來求取藉由DSA所形成的圖案的重心位置之手法的圖。
圖34是表示利用根據設計資料作成的重心位置資訊之計測結果的輸出例圖。
圖35是說明由DSA的引導圖案資料(設計資料)來求取藉由DSA所形成的圖案的重心位置之手法的圖。
圖36是表示利用根據設計資料作成的重心位置資訊之計測結果的輸出例圖。
圖37是表示由設計資料來產生SAQP的線圖案的工程圖。
圖38是表示根據設計資料的圖案資料產生法的圖。
圖39是說明根據設計資料來特定線圖案的重心的手法的圖。
圖40是說明Dense Hole Pattern的網格計測法的圖。
圖41是表示Dense Hole Pattern的計測結果的輸出例(分佈顯示)的圖。
圖42是表示利用DSA圖案的網格線的計測例的圖。
圖43是表示用在網格計測的斜方格子資料的一例圖。
圖44是表示用在網格計測的六角格子資料的一例圖。
圖45是表示用在網格計測的矩形格子資料的一例圖。
圖46是表示用在網格計測的平行體格子資料的一例圖。
圖47是格子選擇及間距輸入例。
圖48是表示輸入根據設計資料作成DSA圖案資料時的參數之輸入畫面的一例圖。
圖49是表示根據輸入參數產生的DSA圖案的一例圖。
DSA、SAxP等的新的圖案化法是與一般的微影的圖案形成法不同，可比較簡單達成微細化。另一方面，因各種的製程或材料的偏差，會有圖案的形狀變化這樣的特徵。並且，藉由採用該等的技術，裝置圖案的單純化也一併進展。代表性的設計手法有Gridded Design法，此方法是使裝置圖案儘可能直線化，配置於排列後的網格上的方法，適於前述SADP法或DSA技術的適用。如此，微細加工技術會有大的變革。
以下說明的實施例是正確地掌握計測該等的最新的圖案形成技術的尺寸變動，藉此用以實現高精度的微細加工、高性能裝置製造者。
另一方面，利用電子線(電子射束)的計測方法是由來自被計測圖案的邊緣的二次電子或反射電子的強度分佈來辨識前述邊緣，求取所望的邊緣及邊緣的間隔，求取圖案的尺寸(CD：Critical dimension)或圖案的間距等。在進行如此的測定時，可思考夾著所欲求取的邊緣來配置基準線，由被基準線所夾的內部的二次電子強度分佈等來進行邊緣的辨識，藉此選擇計測位置，但對於成 為評價對象的圖案，需要在對應於評價目的的適當的位置設定基準線。
又，本實施例是有關用以實現半導體製造工程之裝置的製造良品率提升之製造工程的計測技術。特別是有關利用製程技術或材料特性，而使用將圖案n倍化之所謂自我整合圖案形成製程時的尺寸計測方法及適合於此方法的計測裝置。
在使用一般的微影之圖案形成中，使遮罩圖案利用縮小投影曝光裝置來將圖案轉印至晶圓上。此方式因為圖案的間距是以遮罩圖案來保障，所以誤差量極小，可無視。因此，圖案形成的完成情況評價主要是圖案的尺寸(CD：Critical dimension)。並且，在半導體的製造重要的管理項目之Overlay的充裕管理是可以異層間的對位誤差、及圖案的尺寸(CD：Critical dimension)的管理來進行。但，使用自對準製程等時，除了以被稱為核心圖案的微影來形成的圖案以外，以在核心圖案的周邊自我整合形成之ALD(Atomic layer deposition)層等的側壁圖案作為圖案使用。因此，ALD的膜厚誤差或核心阻絕層圖案的尺寸會引起圖案位置的變動。
因此，隨ALD膜形成等的製程的變動，不僅CD，還引起圖案位置的變動。僅僅尺寸計測，圖案的線寬或間隔的CD計測是可行，但不適圖案位置的計測。亦即，因為在計測畫面內無可特定位置的圖案。
本實施例是提供一種總括CD變動或位置變動 來評價的方法。藉此，可評價也含圖案位置誤差的圖案邊緣的位置資訊，可將Overlay誤差所造成的裝置特性的劣化防範於未然，可提升裝置的製造良品率。
本實施例的計測是以對基準線或基準點的偏差量來表現圖案重心或邊緣的位置。具體而言，在CD-SEM計測畫面內的大致全域配置複數個基準線或基準點，對準各個的圖案邊緣或圖案重心及基準線後，計測圖案邊緣與基準線或基準點的距離。基準線或基準點是可選擇由被測定圖案的配列來自動地計測而配置的方式、及輸入設計值來顯示的方式。
並且，除了被測定圖案以外，配置用以決定基準間距及位置的計測圖案，以此圖案來求取圖案間距或求取基準線位置，也對於計測精度提升也有效。又，亦可也附加校正計測畫面的變形之機能。亦可在計測裝置內配置形成有校正用圖案的晶片。又，亦可設置：校正用的圖案計測結果是適用於畫面變形補正，配合畫面變形，配置基準線或基準點之機能。
本實施例是說明有關適合於評價藉由自我整合n倍化圖案形成法或使用自己感應組織化材料的圖案形成法所形成的圖案之裝置、及電腦程式。若根據本實施例，則可提升尖端裝置製造之圖案形成的完成情況管理或尺寸、位置精度，有助於製造良品率的提升、安定化。
圖1是掃描型電子顯微鏡的構成概要的方塊圖。全體控制部125是根據作業者由使用者介面128輸入 的電子的加速電壓、晶圓111的資訊、觀察位置資訊等，經由電子光學系控制裝置126、平台控制裝置127來進行裝置全體的控制。晶圓111是經由未圖示的試料搬送裝置，經過試料交換室後，固定於位在試料室113的平台112上。
電子光學系控制裝置126是按照來自全體控制部125的命令，控制高電壓控制裝置115、第一聚光透鏡控制部116、第二聚光透鏡控制部117、二次電子訊號放大器118、對準控制部119、偏向訊號控制部122、對物透鏡控制部121。
藉由引出電極102來從電子源101引出的一次電子線103是利用第一聚光透鏡104、第二聚光透鏡106、對物透鏡110來聚集，照射於試料111上。途中電子線是通過光圈105，藉由對準線圈108來調整其軌道，且藉由經由偏向訊號放大器120來從偏向訊號控制部122接受訊號的偏向線圈109二次元地掃描於試料上。起因於對晶圓111之一次電子線103的照射，從試料111放出的二次電子114是藉由二次電子檢測器107來捕捉，經由二次電子訊號放大器118作為二次電子像顯示裝置124的亮度訊號使用。由於二次電子像顯示裝置124的偏向訊號與偏向線圈的偏向訊號是同步，因此在二次電子像顯示裝置124上，晶圓111上的圖案形狀會被忠實地再現。另外，畫像處理處理器123或二次電子像顯示裝置124是亦可為泛用的電腦或監視器。畫像處理處理器123是連接記憶裝 置1231，可因應所需讀出所被登錄的資訊。又，為了作成使用於圖案的尺寸計測的畫像，而在畫像處理處理器123內AD變換從二次電子訊號放大器118輸出的訊號，作成數位畫像資料。而且，從數位畫像資料作成二次電子分佈圖。
手動或根據一定的算法來自動選擇從被作成的二次電子分佈圖計測的範圍，算出選擇範圍的像素數。從藉由一次電子線103所掃描的觀察領域的實尺寸及對應於該觀察領域的像素數來計測試料上的實尺寸。
另外，以上的說明是以利用電子線的掃描型電子顯微鏡為例進行說明，作為荷電粒子線裝置的一例，但並非限於此，例如亦可為利用離子射束的離子射束照射裝置。並且，在以下的說明中，有時將實行後述那樣的處理的實行主體稱為運算處理裝置。
圖8是表示包含掃描電子顯微鏡的測定系統的一例圖。本系統是包含由SEM本體801、該SEM本體的控制裝置802、及運算處理裝置803所構成的掃描電子顯微鏡系統。運算處理裝置803是內藏有：對控制裝置802供給預定的控制訊號，且實行在SEM本體801所取得的訊號的訊號處理之運算處理部804、及記憶所取得的畫像資訊或處方資訊之記憶體805。另外、本實施例是控制裝置802及運算處理裝置803為不同體，但亦可為一體型的控制裝置。
藉由偏向器的射束掃描，從試料放出的電子 或在變換電極產生的電子是被捕捉於檢測器806，在內藏於控制裝置802的A/D變換器變換成數位訊號。藉由內藏於運算處理裝置803的CPU、ASIC、FPGA等的畫像處理硬體來進行對應於目的的畫像處理。
運算處理部804是包含：根據藉由檢測器806所檢測出的訊號來作成波形分佈圖的分佈圖作成部807；及根據分佈圖作成部807所作成的波形分佈圖或根據藉由將訊號波形一次微分或二次微分而取得的訊號波形來測定圖案尺寸的測定處理實行部808。
並且，如後述般，該測定處理實行部809是實行所被設定的網格與圖案的重心(當重心與中心一致時，亦可為中心)之間的尺寸測定處理。此情況，例如亦可以副像素單位所抽出的座標值的差分及/或其向量作為測定結果。圖案重心運算部810是由根據設計資料或模擬資料所取得的圖案資料、SEM畫像中所含的圖案的邊緣資訊、及從圖案邊緣資訊抽出的圖案的輪廓線資料，來抽出圖案的重心位置(座標)。作為求取重心位置的手法，例如圓形圖案時，亦可作成以邊緣位置為基準的距離畫像，檢測出離閉圖形內的邊緣最遠的位置，藉此求取重心，或將由多角形所構成的閉圖形分割成複數的三角形，累計三角形的面積及重心，以全面積除算，藉此求取重心。
對位處理部811是以使根據設計資料或模擬資料的圖案資料所取得的圖案重心位置與根據SEM畫像 的邊緣資料等所取得的圖案重心位置能夠一致的方式，進行兩資料間的對位。另外，在以下說明的實施例中，主要是說明有關進行複數的圖案的重心間的對位之例，但該情況是以對應的重心位置間的距離的合計值能夠成為最小的方式實行兩資料間的對位。
對位圖案選擇部812是根據預定的基準來選擇被使用在對位(被使用在抽出對位用的重心位置)的圖案。例如，評價藉由SAxP所形成的圖案時，若也含除此以外的圖案來進行對位，則無法進行適當的評價。於是，應自動選擇對應於評價目的的對位用圖案，在對位圖案測定部812，根據藉由輸入裝置815所輸入的測定目的或測定對象圖案資訊來選擇性地讀出被記憶於設計資料記憶媒體814之藉由SAxP所作成的領域，在對位處理部811作為對位用畫像登錄。或，讀出藉由SAxP所作成的圖案領域及包含除此以外的領域的領域的設計資料，將藉由SAxP所形成的圖案選擇性地作為對位用畫像登錄。
運算處理裝置803是根據藉由輸入裝置815所輸入的測定條件等，實行邊緣或圖案的特定或測定。並且，在運算處理部804中內藏有設計資料抽出部813，其係依據藉由輸入裝置815所輸入的條件，從設計資料記憶媒體814讀出設計資料，因應所需，由向量資料變換成佈局資料，設計資料抽出部813是從設計資料抽出後述的測定所要的資訊。
而且，在設於輸入裝置2515的顯示裝置顯示 對於操作者顯示畫像或檢查結果等的GUI，該輸入裝置2515是經由網路來與運算處理裝置2503連接。
另外，亦可將運算處理裝置803的控制或處理的一部分或全部分配給搭載CPU或可儲存畫像的記憶體之電子計算機等而進行處理．控制。並且，輸入裝置815是亦可具有作為攝像處方作成裝置的機能，該攝像處方作成裝置是將包含測定或檢查等所必要的電子裝置的座標、圖案的種類、攝影條件(光學條件或平台的移動條件)之測定條件設為攝像處方。又，輸入裝置815是亦可具備將所被輸入的座標資訊或有關圖案的種類的資訊與設計資料的階層資訊或圖案的識別資訊對照，從設計資料記憶媒體814讀出必要的資訊之機能。
被記憶於設計資料記憶媒體814的設計資料是以GDS格式或OASIS格式等來表現，以預定的形式記憶。並且，設計資料是只要顯示設計資料的軟體可顯示其格式形式，作為圖形資料來處理即可，不論其種類。並且，圖形資料是亦可替換根據設計資料所形成之顯示圖案的理想形狀的線部分畫像資訊，實施曝光模擬，藉此實施接近實圖案那樣的變形處理的線部分畫像資訊。
並且，在圖8所例示的測定系統中含有用以測定被形成於光罩的圖案的尺寸的光罩測定用SEM516。在光罩測定用SEM516所取得的光罩的測定結果、畫像資料、及座標資訊等是被記憶於運算處理裝置803的記憶體805等。
〔實施例1〕
本實施例是說明有關在藉由掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope：SEM)所取得的畫像重疊成為基準線(點)的網格，藉此評價圖案的計測法。圖2是說明根據邊緣間測定來評價圖案的計測法的圖。由計測圖案畫像200來決定預先登錄的圖案位置資訊或藉由圖案辨識所取得的畫像上的計測圖案201其他的位置。其次，以該等的位置資訊為基礎來檢測出圖案邊緣，以該邊緣資訊為基礎來計算圖案CD203(圖案寬)或、圖案間距離204。另外，畫像上的計測圖案位置是可例如以藉由領域指定游標205所切出的畫像的一部分與畫像上的其他圖案的樣板匹配來檢測出。如此的計測法是可進行圖案的線寬或間隔等相對性的計測，但各圖案是否形成於目標的座標上不明。
於是，本實施例提案在SEM畫像(或根據SEM畫像所取得的輪廓線畫像)重疊網格(測定基準資料)，以該網格作為基準(測定始點、或測定終點)的計測法。圖3中顯示在SEM畫像網格配置的例子。在二次電子像顯示裝置124上所被顯示的網格配置畫面300是在計測圖案畫像200重疊基準線X301及基準線Y302的畫像。另外，複數的基準線X/Y是可以任意的基準點303與間距X304及間距Y305來表現。
利用圖3及圖6說明根據網格圖案的配置來 測定圖案的例子。利用網格的測定工程是分成登錄網格資訊的工程(S600)、及實行網格計測的工程(S601-S605)。
網格計測實行時，將預先被登錄的網格資訊從記憶裝置1231或記憶體805讀入畫像處理處理器123或運算處理裝置803(S601)。畫像處理處理器123或運算處理裝置803的圖案重心位置運算部810是取得計測圖案畫像(S602)，由在圖2說明的手段所求取的圖案邊緣310來計算圖案重心311。計算重心位置的手法可思考各種類，例如抽出圖案的邊緣後，形成以圖案邊緣為基準的距離畫像，藉此求取圖案重心(或中心)。
其次，計算與複數的基準線X/Y的交點的1個的計測基準點312的距離，輸出偏差量313。同樣對畫面內的全圖案實施該等的處理，以偏差量的總和能夠成為最小的方式對準基準點303(S603)。此情況，在視野內，含有藉由SAxP所形成的圖案以外的圖案或藉由自我整合所形成的圖案以外的圖案時，將該等的圖案形成遮罩(不將特定圖案以外的圖案作為對準的對象)，進行對準，藉此可選擇性地評價藉由SAxP等所形成的圖案。
另外，在計測畫面內或畫面外存在基準圖案，預先被對準時，可思考不實施本處理。對準後，將基準線配置於畫面(S604)，計測基準線與圖案的相對位置(S605)。同樣藉由準備不是配合重心而是配合邊緣點的基準線，同時圖案CD203也可輸出。網格線資訊是亦可 利用實際取得的SEM畫像來登錄，或亦可使用圖案的設計資料來登錄。並且，圖案間間隔是按照高分子嵌段共聚物的種類來決定(有時候)，因此亦可預先準備賦予高分子嵌段共聚物與網格線資訊(網格線間的間隔)關聯而記憶的資料庫，根據所使用的高分子嵌段共聚物的選擇來讀出網格線資訊。
網格線間的間隔是被設定成與設計資料上的圖案間間隔相同。藉由DSA或SAxP所形成的圖案是只要如設計資料般理想地形成，便應該以和網格線同樣的間隔(例如等間隔)形成，但有因引導圖案的不良或製程條件的變動(例如成為遮罩層的層的膜厚的變動)而在間隔產生偏差的情形。如上述般，藉由測定複數的圖案的重心位置間的尺寸，不只是偏差，還可取得充分掌握偏差的理由之資訊。有關此點後述。
圖7是表示在顯示有藉由DSA法所形成的圖案及供以適用DSA法的引導圖案之畫像上配置網格的例圖。圖7所例示的畫像是以倍率200K倍(視野大小670nm□)所取得者，在此取得畫像701重疊網格圖案702(基準圖案)。藉由自己感應組織化現象來配置於引導圖案703內的圖案704是不僅其大小，還可藉由適當地評價所被形成的位置來適當評價自己感應組織化製程。並且，引導圖案703是根據縮小投影曝光裝置的圖案化所作成，但有時依引導圖案703的完成情況，被配列於該引導圖案703內的圖案704未被形成於適當的位置。特別是引導圖 案的邊緣變形或形狀變形時，有可能圖案未被配列於適當的位置。
圖7的例子是將基準圖案706用的引導圖案705與引導圖案703一起圖案化，以該基準圖案706作為基準來設定網格。另外，本例的情況，在電子顯微鏡的視野內是配置有8個的基準圖案。此8個的基準圖案的圖案間間隔是被設定成成為配列於引導圖案內的DSA圖案的間隔的整數倍，且設計資料上，以藉由自己組織化所形成的圖案能夠位於基準圖案間所被均等配列的網格線上的方式設定網格線。藉由如此配合DSA圖案大小的適當的基準圖案的設定，可在適當的位置定位網格圖案。
利用圖4及圖5來說明有關使用SEM畫像的網格線資訊的登錄方法。將實施計測的SEM畫像讀入畫像處理處理器123或運算處理裝置803(S401)。此時SEM畫像是可使用預先被保存於記憶裝置1231或記憶體805者。使用者會選擇是否以自動圖案辨識來檢測出圖案位置(S402)。選擇自動時，像處理處理器123或對位圖案選擇部812會實行自動圖案辨識(S403)，計算圖案的檢測座標(S410)。
一般半導體圖案是同形狀的重複多，因此可將此重複週期以畫像處理等來自動辨識而檢測出圖案位置。本實施例是將自動圖案辨識的實施的判斷委託使用者，但此時只要判斷成可辨識，則在計測實行時也可適用。非自動的選擇時，使用者是如205般指定計測的圖案 領域(S404)。另外，亦可如上述般，由設計資料或模擬資料來選擇性地抽出藉由DSA法所形成的圖案，而設為圖案辨識用樣板(圖案重心抽出用畫像)。
畫像處理處理器123或運算處理裝置803是實行圖案檢測(S405)，與自動圖案辨識同樣計算圖案的檢測座標(S410)。其次從被檢測出的圖案座標群檢測出各距離成為最小的附近的圖案(S411)。
在X方向及Y方向分別算出附近圖案間的距離成為最小的距離，而來決定間距。作為別的間距的計算方法，可思考由X/Y方向或存在圖案的方向的投影波形來依峰值間的距離而求取的方法，或藉由空間頻率解析來計算的方法、藉由自己回歸型式來計算的方法等。
與間距計算同時產生假定的網格線的座標(S412)。實行圖案計測，從計測時所被檢測出的邊緣點群來求取圖案CD及圖案重心座標(S413)。網格線是使用圖案重心座標來補正假定的網格線。並且輔助網格線的座標也由圖案CD同時產生，顯示於二次電子像顯示裝置124(S414)。
當無基準圖案時，前進至確認(S425)終了。當有基準圖案時，指定基準圖案領域(S421)，或指定基準線(S422)。指定基準線時，檢測出基準圖案的重心座標而再計算。以被再計算的資訊為基礎來補正網格線或輔助網格線、基準線，而顯示於二次電子像顯示裝置124(S424)。
另外，在上述實施例中，作為1個的形態，是說明有關有別於測定對象的圖案，另外作成基準圖案，根據利用該基準圖案的對位來評價測定對象圖案的位移之手法。被設定成形成有1個DSA圖案(孔圖案)的引導圖案中所含的圖案與被設定成形成有複數的孔圖案的引導圖案中所含的圖案作比較，由於沒有因形成有複數的圖案而產生的偏差，所以可適當地評價因特定的原因(在引導圖案內含有複數的圖案時)而產生的偏差。並且，藉由進行利用複數的基準圖案的對位，可使各圖案的偏差平均化，結果可進行高精度的對位。
另外，即使是以測定對象的圖案的重心為基準進行對位的情況，還是可藉由將複數的圖案設為對位的對象，使相對於其他的圖案相對性偏差大的圖案表面化。
並且，藉由將複數的引導圖案內所含的圖案設為對位的對象，可使起因於引導圖案的完成之偏差表面化。
〔實施例2〕
利用圖5、圖9、及圖10來說明使用設計資料而取得網格線或輔助網格線、基準圖案位置座標的方法。畫像處理處理器123等是讀入被保存於記憶裝置1231等的設計資料(S501)。設計資料是亦可藉由外部網路或媒體所取得者。指定視野大小或晶圓上的位置(S502)，將由設計資料產生的畫像900顯示於二次電子 像顯示裝置124等。藉由計算或使用者的指定位置來取得圖案位置座標資訊(S503)。從各圖案的座標位置資訊來分別算出x方向、y方向最短距離(S504)，計算間距Px901、Py902(S505)。
同時圖案大小也藉由計算或輸入來取得(S506)。從所被計算的間距及圖案大小資訊來產生網格線903或輔助網格線(S507)，而顯示於二次電子像顯示裝置124(S508)。
若有基準圖案，則同樣取得其座標資訊(S509)，基準線903也配合二次電子像顯示裝置124來顯示(S510)，確認(S511)而終了。
圖10是表示與成為測定對象的圖案一起記憶關聯資訊的資料庫的一例圖。本實施例是準備Pattern No.作為全圖案的ID。其次，為了區別DSA圖案及基準圖案，而分配Group No.。在此是分別基準圖案為群組1，DSA圖案為群組2。基準圖案(Pattern No.1、2、6、7)是對於1個的引導圖案作成1個的圖案，因此與遮罩一起記憶引導圖案的資料，但本例的DSA圖案是針對1個的引導圖案作成3個的DSA圖案，不存在1對1對應的遮罩資料或引導圖案資料，因此在圖10所例示的資料庫是未記憶有Pattern No.3、4、5的遮罩資料或引導圖案資料。
在圖10所例示的資料庫中，對於各圖案分配有畫像上的網格座標(Xn，Ym)。此時在微影所被使用 的Mask圖案是作為別的屬性記憶。同樣作為Guide Pattern使用的圖案也作為別的屬性。最後持計測圖案位置。將其他網格線的間距資訊或成為原點的座標另外記憶。藉由如此根據在理想的位置配置圖案的設計資料或遮罩資料來預先登錄成為測定基準的網格線資訊，藉此可將能夠評價DSA圖案固有的誤差因素之測定條件予以測定處方化。
〔實施例3〕
利用圖11、圖12、圖13來說明將利用網格的計測法適用在以自己感應組織化製程、DSA(Directed Self Assembly)所形成的圖案的計測之例。
圖11是以引導圖案用的遮罩資料作為圖案畫像來產生、顯示者。對於設計資料的圖案畫像加進OPC，實際的遮罩圖案是圖案3、4、5重疊而成為1個的圖案1102。於是可確認將從設計資料求取的座標資料1010或網格線1100重疊於遮罩圖案畫像而顯示下所被形成的圖案位置1103。
遮罩圖案資料，例如遮罩圖案的設計資料被記憶於設計資料記憶媒體814時，亦可讀出其資料使用，或亦可使用藉由光罩測定用SEM516所取得的畫像資料。
圖12是攝取在微影工程所形成的引導圖案1201之SEM畫像。覆蓋SEM畫像內的引導圖案1202的重心位置1202及由重心位置所計算的基準線1203、在圖 11所示的遮罩圖案或所被形成的圖案位置。亦可由此時引導圖案1，2，3，4的重心位置來補正基準線1203。同樣亦可以基準線1203為基準來補正網格線的間距。
圖13是將在SEM畫像所檢測出的DSA圖案的重心與網格線重疊而顯示者，該SEM畫像是攝取實際被形成的DSA圖案及引導圖案。藉此，可容易確認在引導圖案內所被形成1個的DSA圖案1，2，6，7與基準線的偏差或與在引導圖案內所被形成3個的圖案3，4，5的網格線的偏差。
〔實施例4〕
以下，利用圖14-圖19來說明有關網格計測的輸出例方法。圖14是網格計測結果的顯示例，圖15是網格計測資料的輸出畫面例。在圖14中是將在攝取DSA圖案及引導圖案的SEM畫像上所檢測出的DSA圖案的重心及網格線、離目標的座標上的偏差量予以顯示向量1410。
當偏差量1410小，辨識性低時，可選擇以圖15的倍率變更畫面1511的向量大小變更用下拉選單1512來擴大後的向量倍率。配合選擇的倍率的擴大向量1413會被顯示。詳細的圖案資料是可在資料顯示畫面1501確認。由確認的資料1502的種類1505來選擇而使顯示。資料是可用分類按鈕1503來排列。並且，各種資料的統計值1504也配合顯示。
在圖16顯示僅群組化後的資料過濾而顯示的例子。可在資料分組視窗1610的複選框1613選擇所欲使顯示的資料群組。所被選擇的圖案的資料是與SEM畫像上1600的偏差量向量1601連動，僅所被選擇的圖案的向量顏色會被變更而顯示。並且，所被選擇的資料可藉由升序按鈕1611、降序按鈕1612來分類。
在圖17顯示輸出資料種類。不僅X方向、Y方向的偏差量，連以次式所計算的距離△Grid(R)或角度△Grid(θ)也可輸出。
△Grid(R)=√(△Grid(x)2+△Grid(y)2)
△Grid(θ)=arc_tan(△Grid(y)/△)Grid(x))
在圖18顯示因為製程變動等，圖案未被正常形成，成為缺損時的輸出例。在以網格所定義的位置無圖案時，資料顯示畫面是顯示可知缺損那樣的記號1802。並且，圖案檢測數1803也如例子般由5成為4。SEM畫像上的顯示是使用所被登錄的資料的座標來顯示標記1800。
在圖19顯示網格計測的偏差量的分佈圖。有超過使用者所指定的管理範圍的偏差的圖案是變更被顯示於SEM畫像上的向量的顏色來顯示。分佈是不僅X/Y方向，在同徑方向及角度方向也可顯示。
〔實施例5〕
在圖20顯示將至此說明的網格線重疊於SEM 畫像或由SEM畫像所取得的輪廓線資料，且進行以網格線為基準的測定之手法適用在藉由以自我整合來使圖案形成2倍的SADP(Self Aligned Double Patterning)所形成的圖案的測定之例。本例是在線圖案間設定基準線(G4、G8、G12)。評價藉由自我整合之圖案化所形成的圖案時，在適當的位置配置測定基準，藉此可適當地評價在SADP的各工程的製程狀態。本例的情況，是在空間圖案的重心(對於圖案邊緣的長度方向垂直的方向之2個的邊緣間的重心位置)設定基準線，在離該基準線預定距離(例如設計資料上的空間圖案寬的一半)的位置設定用以評價邊緣偏差的基準線(G3、G5、G7、G9、G11、G13)。利用該等基準線來求取基準線與實際的邊緣的位置的差分(例如，G5-E3或G7-E4(E是邊緣(或根據邊緣所取得的輪廓線)的位置))，藉此可求取實際的邊緣位置對原來的邊緣位置的偏差。
另外，本例是根據對空間圖案的重心位置之基準線(第1基準線)的設定來進行偏差評價用的基準線(第2基準線)的設定，此是基於以下的理由。
圖26是說明SADP之圖案形成製程的一部分的圖，由剖面方向來看所被形成的圖案的圖。首先，在基板2600上藉由使用縮小投影曝光裝置的圖案化來形成圖案2601。在形成有圖案2601的基板2600上形成遮罩層2602。藉由對於形成有遮罩層2602的基板實施適當的蝕刻來形成間隔件(spacer)2603及圖案2601留下的狀 態，且藉由蝕刻圖案2601留下間隔件2603。間隔件2603相對於藉由曝光裝置所被圖案化的圖案2601持倍的密度形成，因此藉由以此間隔件作為遮罩進行蝕刻，可成為超過曝光裝置的曝光界限的圖案化。
經過以上的製程而形成的圖案的線部分是有可能依遮罩層2602的膜厚的程度或蝕刻條件而使邊緣位置或其重心變化。另一方面，空間部分是有可能依膜厚或蝕刻的程度而邊緣的位置變化，但其重心位置2604是不會依該等條件而變化。因此，評價SADP固有的製程時，藉由進行以空間重心為基準的測定，不為製程的變動所左右，可進行高精度的製程評價。
圖21是在空間的重心設定有基準線(4x、8x)，更以能夠均等配列於其間的方式設定有3條的基準線(5x、6x、7x)。而且，以和該3條的基準線等間隔配列基準線(1x、2x、3x、8x、9x、10x、11x)。若參照測定結果，則可知鄰接的空間圖案的尺寸的偏差大，核心阻絕層圖案的尺寸接近管理範圍2101的界限。由此傾向可知間隔件2603被形成小。並且，若分別在線的右側及左側作成以此測定結果(相對距離)作為橫軸，以出現頻率作為縱軸的柱狀圖(histogram)，則正常的情況是出現以正常值為中心的1個峰值，相對的，依製程條件是出現2個峰值。這是依特定的製程條件之圖案變動在線圖案中每隔1條出現的SADP特有的現象，藉由使圖21所例示者顯示於輸入裝置815的顯示裝置，操作者可視覺性地掌握 試料的完成情況。
圖22是表示將根據上述基準線的設定之網格計測法適用在以自我整合來使圖案4倍化的SAQP法(Self aligned quadruple patterning)的例子。圖22是模式性地表示SAQP的製程正常進行時在各工程的剖面形狀、及最終取得的圖案的平面形狀。並且，將取得的圖案的尺寸及空間的尺寸顯示於圖。線尺寸及空間尺寸是在目標的管理範圍內良好地形成。此情況的網格的間距設定或對位是只要以各空間的中心位置作為基準進行即可。另一方面，在通常的製程中某些的製程錯誤為原因，有各尺寸偏離目標的情形。
圖23是表示在最初的核心圖案形成發生錯誤時的例子。當核心圖案的CD被形成細時，最終的尺寸分佈，S2的空間CD窄，S4的空間CD窄。其他的空間是不受核心圖案的影響，因此尺寸不變動。又，特徵性的情形是S2，S4、S6尺寸偏離目標，但圖案中心的位置是位於網格上，可知圖案中心位置不變動。另一方面，S2，S4、S6以外的空間CD是成為目標值，但空間中心位置是偏離目標網格。因此，選擇S2，S4、S6的中心位置，利用此中心座標，進行網格的間距設定或對位，計測所被配置的網格與各線邊緣的誤差。
另外，藉由SAQP等所形成的圖案是同樣的圖案連續形成的重複圖案，因此有時難以同定S2、S4、S6的位置。如此的情況，例如可思考利用圖案的特徵的 週期性來同定應設定基準線的空間圖案。S2是形成於2nd間隔件的邊緣間的圖案，該邊緣是持有在其他的邊緣所沒有之對應於圖案的製造條件的特徵。例如若測定從SEM畫像的某基準點2301到出現於SEM畫像上的複數的邊緣(波形分佈圖的峰值位置)為止的距離，則可知其測定結果可按每個特定的出現週期分類。例如按每個CD4與CD12間的距離(CD12-CD4)，出現同種類的圖案邊緣(例如、S10、S14、S18．．．的左側邊緣)，可按每個不同種類的邊緣進行對應於距離的分類。如此的分類是可針對各測定結果進行複數的測定點的差分值之除算，按每個持特定的餘數者(以特定的週期配列者)進行辨別。
藉由進行如此的分類，持同種的特徵的邊緣或圖案單位的識別成為可能。並且，針對訊號波形，更進行與藉由SAQP等以外所形成的圖案領域(不具週期性的圖案領域)的識別，若特定藉由SAQP等所形成的圖案的始點，則可由已知的SAQP圖案的配列資訊來進行其特定，到底所被分類的測定結果是以哪個的邊緣作為對象。運算處理裝置803的網格設定部809是根據上述那樣的邊緣或圖案的特定來特定應設定基準線的領域，且根據圖案重心運算部810的運算來特定基準線的設定位置。另外，SAQP的圖案開始點預先得知時，亦可根據邊緣的順序資訊來選擇特定對象圖案。
圖24是表示在1st間隔件的形成發生錯誤時的例子。此例是核心圖案正常形成，但1st間隔件形成比 目標厚。S1，S3，S5，S7的空間CD是形成比目標大，大致成為同一尺寸。並且，可知圖案中心是偏離基準網格。
另一方面，S2，S4，S6是彼此CD相異，但空間的中心是與網格一致。因此，選擇S2，S4、S6的中心位置，利用此中心座標，進行網格的間距設定或對位，計測所被配置的網格與各線邊緣的誤差。如以上般，在SAQP的網格間距設定、對位是例如按照以下的法則來進行。在連續的任意的空間圖案中，辨識每隔一個空間的尺寸幾乎同一的圖案群以外的每隔一個尺寸不同的圖案群，求取此空間圖案的中心位置。
如以上般，以在多圖案化工程前的曝光工程所被作成的圖案的重心位置為基準，設定其他的基準位置，由該等基準線來評價邊緣的偏差，藉此可正確地特定多圖案化固有的偏差。
圖27是表示將測定所被配置的網格(基準線)與邊緣(波形分佈圖的峰值、或被抽出的輪廓線)之間的距離(偏差量)的結果圖表化的例圖。圖27(a)是核心阻絕層圖案以-4nm形成的例子，(b)是核心阻絕層圖案以-4nm、且1st間隔件以+1nm形成的情況。(c)是在(b)的狀態更2nd間隔件以+1nm形成的情況，(d)是表示1st間隔件以-2nm形成的情況的例子。圖的橫軸是邊緣的No，例如在邊緣1與邊緣2之間形成線。邊緣2與邊緣3之間是成為空間。由圖可知，如(a)般僅核心 圖案變動的情況是邊緣每4個重複+移動、-移動。(b)有2種類的製程變動時，可見2階段的邊緣的偏差。又，如(c)般3種類的製程變動重疊時成為3階段的邊緣偏差。又，如(d)般即使與(a)同樣有1種類的製程變動時，1st間隔件的變動時是不變動的邊緣存在4個。並且，在(a)、(b)、(c)、(d)共通可見的是邊緣4與邊緣5、邊緣8與邊緣9、邊緣12與邊緣13彼此形成+、-對稱，顯示以該等的邊緣所作成的空間圖案的中心座標為0的情形。
如以上般，藉由解析邊緣偏差的分佈，可檢測製程的錯誤。亦即，藉由解析離理想狀態之邊緣的偏差量，與只是進行線尺寸或空間尺寸的資訊解析時作比較，可包含所有的資訊來解析的點具有特徵，有效檢測出製程變動等。
並且，藉由預先使對於上述那樣的多圖案化時的偏差因素之測定結果的組合資料庫化，可根據該資料庫的參照來特定製程變動因素。更具體而言，例如在記憶體805中預先登錄顯示偏差量的產生圖案(產生的偏差的符號或偏差量間的相對性的大小的關係資訊)與製程變動因素的關係之資料庫，參照從測定處理實行部808輸出至該資料庫的測定結果，藉此抽出製程產生因素。可將製程產生因素資訊輸出至輸入裝置815的顯示裝置，藉此操作者可不用自己進行測定結果的解析，特定製程變動因素。
〔實施例6〕
圖25是在水平方向及垂直方向形成自我整合的線圖案，在該等的空間部分重疊的部分形成孔圖案之製程的模式圖。為了管理製程的變動等，使用者會分成4個群組來計測孔圖案而輸出各群組的平均值。處方的登錄時，以往是需要在所有的孔圖案一邊考慮群組一邊配置測長游標。藉由組合本發明的網格線的ID，可定義群組。如表所示般，以群組1是Row/Column皆為奇數號、群組2是Row為偶數號，Column為奇數號的方式，能以少的參數設定來配置測長游標及定義群組。
〔實施例7〕
在圖40顯示規則性地排列的孔圖案的網格計測例。網格4002是可以預先被準備之圖48所示的格子選擇及間距輸入來定義，或從畫像利用圖案辨識或Blob解析等由圖案重心4001的座標群來計算間距4013及格子種類。
以如此決定的網格4002的交點全部來實行計測。計測由在圖案計測中所被檢測出的邊緣點來計算的重心4011與網格4002的交點之中與最附近的交點的偏差，藉此可統計性地掌握離理想的位置的偏差。並且，直徑4012或間距4013等也可同時計測。計測時的邊緣不能檢測出的圖案4003是可判斷為缺陷。
在圖41表示孔圖案的計測值的度數分佈的顯 示例。x軸4101是圖案徑4108或間距4106的大小或圓形度4108等的比率等。y軸是圖案或間距等計測者的度數。圖41的顯示例是同時顯示使用在計算的全圖案數4105、作為缺陷判斷的圖案數4110、圖案徑的柱狀圖4102或間距的柱狀圖4106、圓形度的柱狀圖4104等。藉由適用該等的柱狀圖的重心或正規分佈等的配適曲線4106來計算圖案的平均徑4108或間距的平均徑4107、圓形度的平均4109而顯示。並且3σ等的偏差也可計算而顯示。
在如此視覺性地顯示畫面內的複數圖案的統計資料之下，容易掌握製造工程的安定性等。偏差是亦可由圖案重心及網格來作為在圖19所示的2次元的分佈顯示。作為其他輸出的資料，有缺陷數及全檢測圖案數的比率或圖案間的方向的分佈等。
為了定義持有規則性的網格，方法是首先選擇圖43、圖44、圖46、圖47所示的4個格子來決定。圖43是表示斜方格子，圖44是表示六角格子，圖45是表示矩形格子，圖46是表示平行體格子。該等是按照DSA圖案的類型使用在網格計測。
其次，輸入各格子的間距大小。另外，如圖47所示般，依選擇的格子的種類，所輸入的間距不同。
〔實施例8〕
在圖42顯示以DSA所形成的圖案4201的網 格計測例。圖案4203是以攝影工程或蝕刻工程等的以往的工程所形成的圖案。該等的圖案之中以微影形成的圖案4203的間距4213是精度佳地被形成，因此作為引導圖案使用在產生引導網格4204。圖42的例子是引導圖案本身也成為計測對象。並且在相鄰的引導圖案間形成有2個的DSA圖案，特別是離引導圖案最具距離的圖案4205是需要與其他的圖案區別計測位移。如此的情況也可像L0(k)、L60(m)、L120(n)那樣指定各個的圖案位置，予以分組。
另外，本計測是只要指定間距，便可計測平均間距或角度分佈等，即使是DSA前的指紋(finger print)。
〔實施例9〕
在晶圓製造階段，製造部門所能取得的設計資料，通常在DSA是只有引導圖案，在SADP．SAQP是只有核心圖案。特別是根據來自被稱為晶圓代工之無廠半導體公司(Fabless)(不持工廠的半導體製造公司)的委託，進行半導體製造的事業者時，被使用在曝光裝置的遮罩圖案的資料(在試料上所被曝光的圖案的資料)雖可取得，但在遮罩圖案中未出現的引導圖案內配列的圖案或藉由自我整合來配列的圖案的資料有時無法取得。
另一方面，在晶圓代工，進行用以評價半導體裝置的完成情況的圖案測定時，藉由DSA等所形成的 圖案也是重要的評價對象之一，但若原來的設計資訊，則有時難以進行適當的評價。以下，說明有關即使是無原來的佈局資料等，還是可適當地評價藉由DSA等所形成的圖案之裝置、及用以進行該評價的電腦程式。
在圖28顯示由DSA的1個矩形引導圖案來作成1個孔時的畫像產生例。由設計資料的引導圖案2801及DSA形狀．大小資訊來產生被製作於晶圓的圖案之孔形狀2803及孔重心2804。
引導圖案2801的資料或DSA的大小資訊是例如預先登錄於記憶體805，供圖案重心運算部810的運算。引導圖案是藉由縮小投影曝光裝置來投影的圖案，將如此的圖案資料預先登錄於記憶體805。
網格設定部809是由複數的圖案來計算間距X2805．間距Y2806。由其間距資訊來計算基準線X2807．基準線Y2808。
在圖29表示計測結果的顯示例。SEM畫像上的計測圖案位置是可例如以對準用設計資料2909與SEM畫像的對準用圖案邊緣2910的樣板匹配來檢測出。由SEM畫像來檢測出計測圖案邊緣2902，也算出計測圖案重心2903。而且，偏差量2905也由基準線X2906及基準線Y2907來算出。將該等重疊顯示於由設計資料所產生的畫像。如圖29所例示般，若根據上述實施例，則即使是遮罩圖案資料那樣DSA圖案資訊欠缺的資料，還是可設定適當的測定基準，結果可高精度評價DSA圖案。
利用圖30來說明產生使用設計資料的情況的網格線之方法。運算處理裝置803是讀入被記憶於設計資料記憶媒體814的設計資料(S3001)。設計資料是亦可為藉由外部網路或媒體取得者。其次，使用者會由輸入裝置815指定DSA/SADP/SAQP等的特性資訊(S3002)。所謂特性資訊，若是DSA，則為形狀、大小或間距等的值。若是SADP/SAQP，則為間隔件作成次數及間隔件寬等的值。指定視野大小或位置(S3003)，產生圖案形狀及重心(S3004)。由複數的重心來計算間距(S3005)。由間距產生網格線(S3006)。將產生者顯示於顯示裝置(S3007)。
以和設計資料同形式來將重心、基準線、計測圖案邊緣等的產生物輸出至裝置外。例如，以標記來輸出重心座標，以線來輸出基準線座標，以多角形來輸出計測圖案邊緣。藉此，對解析或設計資料的反餽容易。
〔實施例10〕
在圖31顯示由DSA的1個矩形引導圖案來作成複數的孔時的畫像產生例。由設計資料的引導圖案3101及DSA形狀．大小資訊來產生被製作於晶圓的圖案之孔形狀3103．孔重心3104。另外，大多的情況，DSA圖案是被均等配列於引導圖案內，因此可藉由1個間距資訊的輸入來進行其設定。並且，預先得知間距資訊時，間距資訊是不須輸入，可依圖案的形狀資訊及大小資訊的設 定來設定適當的基準位置。根據以上那樣被設定的複數的圖案的重心位置來計算間距X3105．間距Y3106。由該間距資訊來計算基準線X3107．基準線Y3108。
在圖32表示計測結果的顯示例。由SEM畫像來檢測出計測圖案邊緣3202，也算出計測圖案重心3203。而且，偏差量3205也由基準線X3206及基準線Y3207來算出。將該等重疊顯示於由設計資料產生的畫像。
若根據上述實施例，則即使複數的圖案被組織化於引導圖案內時，還是可在適當的位置設定測定基準，結果可進行高精度的測定。
〔實施例11〕
在圖33顯示由DSA的1個的矩形以外的形狀的引導圖案來作成複數的孔時的畫像產生例。由設計資料的引導圖案3301及DSA形狀．大小資訊來產生被製作於晶圓的圖案的孔形狀3303．孔重心3304。由複數的圖案來計算間距X3305．間距Y3306。由其間距資訊來計算基準線X3307．基準線Y3308。
在圖34中表示計測結果的顯示例。由SEM畫像來檢測出計測圖案邊緣3402，也算出計測圖案重心3403。而且，偏差量3405也由基準線X3406及基準線Y3407來算出。將該等重疊顯示於由設計資料所產生的畫像。
如上述般，引導圖案不只是矩形狀者，亦有L字型或其他的形狀，預先將對應於引導圖案的形狀之圖案的配列條件記憶在記憶體805中，藉此可藉由DSA圖案的大小資訊等的輸入來再現設計資料上的圖案的重心。網格設定部809是以被記憶於記憶體805的圖案的配列條件及被設定的圖案的大小資訊等為基礎，再現設計資料上的圖案的重心位置，作為測定基準設定。
若根據以上那樣的構成，則操作者可不特別意識引導圖案的形狀，在適當的位置設定成為測定基準的圖案重心。
〔實施例12〕
將由DSA的1個矩形的引導圖案作成複數的線時的畫像產生例顯示於圖35。由設計資料的引導圖案3501及DSA形狀．大小資訊來產生被製作於晶圓的圖案之線形狀3503．線重心3504。由複數的圖案來計算間距X3505。由其間距資訊及線重心來計算基準線X3506．基準線Y3507。
在圖36表示顯示計測結果的顯示例。由SEM畫像來檢測出計測圖案邊緣3602，也算出計測圖案重心3603。而且，偏差量3608也由基準線X3606及基準線Y3607來算出。將該等重疊顯示於由設計資料所產生的畫像。
〔實施例13〕
在圖37顯示由SAQP的核心圖案(藉由縮小投影曝光裝置所被圖案化的圖案)來作成複數的線時的畫像產生例。由設計資料的核心圖案3701及使用者所指定的SAQP的間隔件寬資訊來產生被製作於晶圓的圖案之1st間隔件3702、1st間隔件側壁3703、2nd間隔件3704、2nd間隔件側壁3705。
在圖38例示根據設計資料的圖案資料產生法。使設計資料的核心圖案3801增大1st間隔件寬的增加部分，產生1st間隔件3802。從1st間隔件3802削除1st間隔件3802，產生1st間隔件側壁3803。使1st間隔件側壁3803增大2nd間隔件寬的增加部分，產生2nd間隔件3804。從2nd間隔件3804削除1st間隔件側壁3803，產生2nd間隔件側壁3805。
在圖39顯示切斷後的產生方法例。從2nd間隔件側壁11202消除設計資料的切斷圖案3901，產生SAQP圖案3903。從SAQP圖案3903算出線重心3904。由複數的線重心來計算基準線X3905及基準線Y3906。SADP是無2nd間隔件，因此只要不實施該部分即可。
又，例如，將圖23所例示的空間圖案的重心位置(S2、S6的重心位置)與上述般求取的線重心3904之內相當於S2、S6的重心位置的線重心重疊，測定其他的重心位置間的偏差，藉此可適當評價來自多圖案化的製程變動。
另外，當重心位置S2與S6的雙方的重疊未能適當地進行時，不是多圖案化工程，而是起因於光罩或曝光工程等的製程條件之圖案偏差會有發生的可能性，因此例如在S2、S6的一方的重心位置間進行對位，評價另一方的重心位置間的偏差，藉此可評價來自多圖案化前的工程之圖案偏差。而且，在評價來自多圖案化的圖案偏差時，例如以S2的重心位置間的偏差與S6的重心位置間的偏差的加算值能夠成為最小的方式，實行基準畫像資料與來自SEM畫像的測定對象畫像的對位，再加上評價其他的重心位置(例如S2、S6以外的重心位置)間的偏差，藉此可評價來自多圖案化工程的偏差。
〔實施例14〕
在圖48顯示使用者設定特性資訊的畫面例。可在選擇框4801設定高分子化合物的形狀。可在輸入框4802設定高分子化合物的圖案寬。可在輸入框4803設定高分子化合物的間距寬。
在圖49顯示DSA圖案的產生例。在設計資料的引導圖案4901內，所被設定的高分子化合物的圖案寬4903、間距寬4904的位置產生圖案形狀的畫像。間距寬是適用在圖案周圍的引導圖案或其他的DSA圖案。
701‧‧‧畫像
702‧‧‧網格圖案
703‧‧‧引導圖案
704‧‧‧圖案
705‧‧‧引導圖案
706‧‧‧基準圖案

Claims (7)

  1. 一種圖案測定裝置，係具備運算裝置的圖案測定裝置，該運算裝置係利用藉由對試料照射射束而取得的資料來測定被形成於前述試料的圖案間的尺寸，其特徵為：前述運算裝置係從藉由照射前述射束而取得的被測定資料來抽出被形成於前述試料的圖案的重心，在該被抽出的重心與設定有成為測定始點或測定終點的基準的測定基準資料之間實行對位處理，測定該被對位的測定基準資料的前述測定始點或測定終點與前述被測定資料中所含的圖案的重心或邊緣之間的尺寸。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案測定裝置，其中，前述測定始點或測定終點係以預定的間隔配列複數個。
  3. 如申請專利範圍第2項之圖案測定裝置，其中，前述複數的測定始點或測定終點係以藉由自己感應組織化製程所產生的圖案間的理想的間隔部分、或藉由多圖案化法所產生的圖案間的理想的間隔部分，分離配列。
  4. 如申請專利範圍第1項之圖案測定裝置，其中，在前述測定基準資料中設定有在與前述重心之間被對位的對位基準位置，前述測定始點或測定終點係根據該對位基準位置的對位來設定。
  5. 如申請專利範圍第4項之圖案測定裝置，其中，前述運算裝置係以藉由自己感應組織化製程所產生的圖案的重心位置作為前述對位基準位置來實行前述對位處理。
  6. 如申請專利範圍第4項之圖案測定裝置，其中， 前述運算裝置係以藉由多圖案化法所產生的圖案間的空間的重心位置作為前述對位基準位置來實行對位處理。
  7. 一種電腦程式，係使電腦利用藉由對試料照射射束而取得的資料來測定被形成於前述試料的圖案間的尺寸之電腦程式，其特徵為：該程式係使前述電腦從藉由照射前述射束而取得的被測定資料來抽出被形成於前述試料的圖案的重心，在該被抽出的重心與設定有成為測定始點或測定終點的基準的測定基準資料之間實行對位處理，測定該被對位的測定基準資料的前述測定始點或測定終點與前述被測定資料中所含的圖案的重心或邊緣之間的尺寸。
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