WO2021206144A1 - Pattern measuring device, method, and program, and pattern inspecting device, method, and program - Google Patents

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Abstract

Provided is technology for measuring a pattern and inspecting the measured pattern without relying on empirical assumptions by an operator of a pattern inspecting device.　This pattern inspecting device for inspecting a plurality of types of pattern formed on a target object is provided with: an input unit for inputting image data of the target object; an external shape extracting unit for extracting the external shapes of the plurality of types of pattern from the image data of the target object; a calculating unit for calculating quantified data relating to the external shape from the extracted external shape; and a comparing unit for comparing the quantified data relating to the external shape with external shape quantified data in a recipe.

Description

パターン測定装置、方法及びプログラム、並びに、パターン検査装置、方法及びプログラムPattern measuring device, method and program, and pattern inspection device, method and program
　本発明の実施形態は、パターンを測定し、測定したパターンを検査する技術に関する。 An embodiment of the present invention relates to a technique for measuring a pattern and inspecting the measured pattern.
　半導体デバイス製造では、微細化に伴い処理マージンがますます小さくなっている。このため、露光装置などの処理装置によって微細パターン処理された対象物を所定の範囲内で処理されているかについて確認することが、重要になっている。 In semiconductor device manufacturing, the processing margin is becoming smaller and smaller as miniaturization progresses. For this reason, it is important to confirm whether or not an object that has been finely patterned by a processing apparatus such as an exposure apparatus is processed within a predetermined range.
　半導体集積回路の製造工程における線幅管理として、測長走査型電子顕微鏡（ＣＤ－ＳＥＭ；Ｃｒｉｔｉｃａｌ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ－Ｓｃａｎｎｉｎｇ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）が用いられている。ＣＤ－ＳＥＭは、プロファイル（ラインプロファイル）を用いて、指定された位置にある直線形状パターンの線幅やコンタクトホールの穴径などを測長する機能を有する。例えば、ＣＤ－ＳＥＭを使ってステッパの露光条件を管理するために、１ロット毎に、数枚のウェハ上の数ショット中の数ヶ所が測長される。 A length-measuring scanning electron microscope (CD-SEM; Critical Measurement-Scanning Electron Microscope) is used as a line width control in the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit. The CD-SEM has a function of measuring the line width of a linear shape pattern at a designated position, the hole diameter of a contact hole, and the like by using a profile (line profile). For example, in order to control the exposure conditions of the stepper using a CD-SEM, several points in several shots on several wafers are measured for each lot.
　半導体集積回路の製造工程における管理項目としては線幅以外にも、配線終端の縮み、孤立パターンの位置なども重要であるが、ＣＤ－ＳＥＭの自動測長機能は線幅や穴径などの寸法しか測定できない。したがって、実デバイスの複雑なパターン形状は、ＣＤ－ＳＥＭや他の顕微鏡から取得された画像を使って操作者が手動で検査している。 In addition to line width, shrinkage of wiring ends and the position of isolated patterns are important as control items in the manufacturing process of semiconductor integrated circuits, but the automatic length measurement function of CD-SEM has dimensions such as line width and hole diameter. Can only be measured. Therefore, the complex pattern shape of the actual device is manually inspected by the operator using images obtained from a CD-SEM or another microscope.
　パターンの検査は、製造工程での抜き取り検査でも、試作段階でも重要である。特に試作段階では、ウェハ上に形成された全パターンを検査することが理想的であるが、現実的には熟練者やシミュレーションによりサンプリングして行われている。また、単純な直線形状パターンやコンタクトホール以外の形状パターンについての検査方法は熟練者による人的管理で行われている。 Pattern inspection is important both in the sampling inspection in the manufacturing process and in the prototype stage. Especially in the prototype stage, it is ideal to inspect all the patterns formed on the wafer, but in reality, sampling is performed by a skilled person or a simulation. In addition, inspection methods for simple linear shape patterns and shape patterns other than contact holes are performed by human management by skilled workers.
　特許文献１では、パターン検査の前に、操作者がレシピデータと称される検査パラメータの組を設定する必要がある。具体的には、操作者は、設計データ検索用パラメータ、画像取得パラメータ、ならびに、エッジ検出および検査のためのパラメータを入力する必要がある。このエッジ検出および検査のためのパラメータとして、操作者は局所的な線幅（例えば最小線幅など）を予め指定する必要がある。 In Patent Document 1, the operator needs to set a set of inspection parameters called recipe data before pattern inspection. Specifically, the operator needs to input parameters for design data retrieval, image acquisition parameters, and parameters for edge detection and inspection. As a parameter for this edge detection and inspection, the operator needs to specify a local line width (for example, a minimum line width) in advance.
特許第４９４３３０４号公報Japanese Patent No. 4943304
　しかしながら、局所的な線幅を指定することは、パターン検査装置の操作者の経験則に基づくものである。このため、パターン検査装置の精度は操作者の長年の経験に依存してしまうという問題がある。 However, specifying the local line width is based on the rule of thumb of the operator of the pattern inspection device. Therefore, there is a problem that the accuracy of the pattern inspection device depends on the operator's many years of experience.
　本発明は、このような課題に着目して鋭意研究され完成されたものであり、その目的は、パターン検査装置の操作者の経験則に頼ることなく、パターンを測定し、測定したパターンを検査する技術を提供することにある。 The present invention has been intensively researched and completed by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to measure a pattern and inspect the measured pattern without relying on the empirical rule of the operator of the pattern inspection device. To provide the technology to do.
　上記課題を解決するために、第１の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査装置であって、前記対象物の画像データを入力する入力部と、前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出する外形抽出部と、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出する算出部と、前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較する比較部と、を備えるパターン検査装置である。 In order to solve the above problems, the first invention is a pattern inspection device that inspects a plurality of types of patterns formed on an object, and includes an input unit for inputting image data of the object and the object. An outer shape extraction unit that extracts the outer shape of the plurality of types of patterns from the image data of the above, a calculation unit that calculates the numerical data of the outer shape from the extracted outer shape, and a numerical value of the outer shape of the recipe. A pattern inspection device including a comparison unit for comparing data.
　第２の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査方法であって、前記対象物の画像データを入力し、前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出し、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出し、前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較するパターン検査方法である。 The second invention is a pattern inspection method for inspecting a plurality of types of patterns formed on an object, in which image data of the object is input and the outer shape of the plurality of types of patterns is obtained from the image data of the object. Is extracted, the digitized data of the outer shape is calculated from the extracted outer shape, and the digitized data of the outer shape is compared with the digitized data of the outer shape of the recipe.
　第３の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査プログラムであって、前記対象物の画像データを入力するステップと、前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出するステップと、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するステップと、前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較するステップと、をコンピュータに実行させるパターン検査プログラムである。 A third invention is a pattern inspection program for inspecting a plurality of types of patterns formed on an object, in which a step of inputting image data of the object and the plurality of types of patterns from the image data of the object are used. Let the computer execute the step of extracting the outer shape of the outer shape, the step of calculating the quantified data of the outer shape from the extracted outer shape, and the step of comparing the quantified data of the outer shape with the outer shape quantified data of the recipe. It is a pattern inspection program.
　第４の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定装置であって、前記対象物の画像データを入力する入力部と、前記入力された画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出する外形抽出部と、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出する算出部と、を備えるパターン測定装置である。 A fourth invention is a pattern measuring device for measuring a plurality of types of patterns formed on an object, wherein an input unit for inputting image data of the object and the plurality of types of the input image data are used. It is a pattern measuring device including an outer shape extraction unit that extracts the outer shape of a pattern and a calculation unit that calculates quantified data of the outer shape from the extracted outer shape.
　第５の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定方法であって、前記対象物の画像データを入力し、前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出し、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するパターン測定方法である。 A fifth invention is a pattern measuring method for measuring a plurality of types of patterns formed on an object, in which image data of the object is input and the outer shape of the plurality of types of patterns is obtained from the image data of the object. Is a pattern measurement method for calculating the digitized data of the outer shape from the extracted outer shape.
　第６の発明は、対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定プログラムであって、前記対象物の画像データを入力するステップと、前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出するステップと、前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するステップと、をコンピュータに実行させるパターン測定プログラムである。 A sixth invention is a pattern measurement program for measuring a plurality of types of patterns formed on an object, wherein the step of inputting image data of the object and the plurality of types of patterns from the image data of the object. This is a pattern measurement program for causing a computer to execute a step of extracting the outer shape of the outer shape and a step of calculating numerical data of the outer shape from the extracted outer shape.
　本発明によれば、パターン検査装置の操作者の経験則に頼ることなく、パターンを測定し、測定したパターンを検査する技術を提供する技術を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a technique for measuring a pattern and providing a technique for inspecting the measured pattern without relying on the empirical rule of the operator of the pattern inspection device.
本発明の実施形態に係るパターン検査装置を含む半導体製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the semiconductor manufacturing system including the pattern inspection apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る（ａ）レシピデータ作成方法及び（ｂ）計測方法に関するフローチャートである。It is a flowchart about (a) recipe data creation method and (b) measurement method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る（ａ）入力画像及び（ｂ）抽出された外形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of (a) input image and (b) extracted outer shape which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る、焦点位置及び露光量を変化させた複数の基準サンプルのパターン画像の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the pattern image of a plurality of reference samples which changed the focal position and the exposure amount which concerns on embodiment of this invention. 図４の焦点位置０ｎｍ、露光量－８％と＋８％の画像から抽出した外形を比較した図である。It is a figure which compared the outer shape extracted from the image of the focal point position 0nm, the exposure amount −8% and + 8% of FIG. 図４の露光量０％、焦点位置―４０ｎｍと０ｎｍの画像から抽出した外形を比較した図である。It is a figure which compared the outer shape extracted from the image of the exposure amount 0%, the focal position −40 nm and 0 nm of FIG. 図４の露光量０％、焦点位置＋４０ｎｍと０ｎｍの画像から抽出した外形を比較した図である。It is a figure which compared the outer shape extracted from the image of the exposure amount 0%, the focal position + 40 nm and 0 nm of FIG. 本発明の実施形態に係る光リソグラフィのプロセスマージンを説明するための図（その１）である。It is a figure (the 1) for demonstrating the process margin of the optical lithography which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る光リソグラフィのプロセスマージンを説明するための図（その２）である。It is a figure (the 2) for demonstrating the process margin of the optical lithography which concerns on embodiment of this invention.
　図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。ここで、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明は省略する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same reference numerals are given to common parts in each figure, and duplicate description will be omitted.
［Ａ．本実施形態の概要］
　図１は、本実施形態に係るパターン検査装置を含む半導体製造システムの概略構成図である。半導体製造システム１００は、露光装置２００と、中央処理装置３００と、形状測定装置４００を備える。各装置は有線又は無線の通信ネットワークで接続されている。中央処理装置３００が、本実施形態に係るパターン検査装置に相当する。 [A. Outline of this embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a semiconductor manufacturing system including the pattern inspection apparatus according to the present embodiment. The semiconductor manufacturing system 100 includes an exposure device 200, a central processing unit 300, and a shape measuring device 400. Each device is connected by a wired or wireless communication network. The central processing unit 300 corresponds to the pattern inspection device according to the present embodiment.
　半導体製造システム１００は、本実施形態に係るパターン検査装置が適用される一例である。本実施形態に係るパターン検査装置は、例えば、マスク製造システムやＦＰＤ（Ｆｌａｔ　Ｐａｎｅｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）製造システムやプリント基板製造システムなどにも適用可能である。 The semiconductor manufacturing system 100 is an example to which the pattern inspection device according to the present embodiment is applied. The pattern inspection device according to the present embodiment can be applied to, for example, a mask manufacturing system, an FPD (Flat Panel Display) manufacturing system, a printed substrate manufacturing system, and the like.
　露光装置２００は、光リソグラフィ技術を利用して対象物（材料膜など）にパターンを転写する。微細加工が必要な半導体製造システムの場合、レチクルを縮小投影するステッパを露光装置として用い、レチクルマスク上に形成されているパターンを対象物（半導体ウェハ）上に塗布されたレジストに露光する。露光装置２００が、本実施形態に係る対象物にパターン処理をする処理装置に相当する。 The exposure apparatus 200 uses optical lithography technology to transfer a pattern to an object (material film or the like). In the case of a semiconductor manufacturing system that requires microfabrication, a stepper that reduces and projects the reticle is used as an exposure device, and the pattern formed on the reticle mask is exposed to a resist coated on an object (semiconductor wafer). The exposure apparatus 200 corresponds to a processing apparatus that performs pattern processing on an object according to the present embodiment.
　中央処理装置３００が、本実施形態に係るパターン検査装置に相当する。中央処理装置３００は、パターン検査結果から、露光装置２００のプロセス条件の補正値を求め、プロセス条件の補正値を露光装置２００へ出力する。また、パターン検査装置の機能の一部又は全てが後述する形状測定装置４００にあってもよい。 The central processing unit 300 corresponds to the pattern inspection device according to the present embodiment. The central processing unit 300 obtains the correction value of the process condition of the exposure apparatus 200 from the pattern inspection result, and outputs the correction value of the process condition to the exposure apparatus 200. Further, a part or all of the functions of the pattern inspection device may be in the shape measuring device 400 described later.
　形状測定装置４００は、測長走査型電子顕微鏡（ＣＤ－ＳＥＭ）であり、マスクを介してウェハ上に塗布されたレジストを露光する露光装置２００を用いてウェハ上に形成されたレジストパターンの立体形状の情報を取得する。形状測定装置４００が、本実施形態に係る複数種類のパターン測定データを測定する測定装置に相当する。ここで、測定する対象物はレジストパターンとは限らず、エッチング後のパターンなどでもよいし、半導体製造に限らずマスク製造やＦＰＤ製造やプリント基板製造など対象物にパターン形成（処理）を行うものであれば何でもよい。 The shape measuring device 400 is a length-measuring scanning electron microscope (CD-SEM), and is a three-dimensional resist pattern formed on a wafer by using an exposure device 200 that exposes a resist applied on the wafer through a mask. Get shape information. The shape measuring device 400 corresponds to a measuring device that measures a plurality of types of pattern measurement data according to the present embodiment. Here, the object to be measured is not limited to a resist pattern, but may be a pattern after etching, and is not limited to semiconductor manufacturing, but is used to form (process) a pattern on an object such as mask manufacturing, FPD manufacturing, or printed circuit board manufacturing. Anything is fine as long as it is.
　ここでは、パターン検査装置の機能のうち、パターン測定装置の機能が形状測定装置４００にある場合について説明する。図１では、パターン測定装置４１０は、形状測定装置４００内に設けられ、パターン検査装置としての中央処理装置３００と通信を行っている。また、測定データとして、露光装置２００によって複数種類のパターンが形成された対象物の画像データを用いる。また、露光装置２００と形状測定装置４００は、中央処理装置３００に直接接続しているが、これに限定されるものではない。例えば、工場管理システム等を経由して間接的に接続していてもよい。 Here, among the functions of the pattern inspection device, the case where the function of the pattern measuring device is in the shape measuring device 400 will be described. In FIG. 1, the pattern measuring device 410 is provided in the shape measuring device 400 and communicates with the central processing unit 300 as a pattern inspection device. Further, as the measurement data, image data of an object in which a plurality of types of patterns are formed by the exposure apparatus 200 is used. Further, the exposure device 200 and the shape measuring device 400 are directly connected to the central processing unit 300, but the present invention is not limited to this. For example, it may be indirectly connected via a factory management system or the like.
　中央処理装置（以下「パターン検査装置」という）３００及びパターン測定装置４１０は、対象物に処理されたパターンを検査するパターン検査装置であって、入力部、画像アライメント処理部、外形抽出部、外形アライメント処理部、外形数値化部、比較部、出力部という機能ブロックを備える。 The central processing unit (hereinafter referred to as "pattern inspection device") 300 and the pattern measurement device 410 are pattern inspection devices that inspect the patterns processed on the object, and are an input unit, an image alignment processing unit, an outer shape extraction unit, and an outer shape. It is equipped with functional blocks such as an alignment processing unit, an external shape digitization unit, a comparison unit, and an output unit.
　ここでは、パターン測定装置４１０が、入力部、画像アライメント処理部、外形抽出部、外形アライメント処理部、及び、外形数値化部の機能ブロックを備えている。パターン検査装置３００は、残りの比較部及び出力部を備えている。そして、パターン測定装置４１０とパターン検査装置３００が通信している場合を説明する。入力部は、パターン処理された対象物の画像データを入力する。 Here, the pattern measuring device 410 includes a functional block of an input unit, an image alignment processing unit, an outer shape extraction unit, an outer shape alignment processing unit, and an outer shape quantification unit. The pattern inspection device 300 includes the remaining comparison unit and output unit. Then, the case where the pattern measuring device 410 and the pattern inspection device 300 are communicating with each other will be described. The input unit inputs image data of the object that has been pattern-processed.
　画像アライメント処理部は、入力された対象物の画像データから、アライメント（相互位置調整）に適したパターン（例えば、ユニークなパターン）を抽出する。また、ＣＤ－ＳＥＭの場合、画像がそれほど大きくないので、画像全体でアライメント（位置決め）をすることも可能である。 The image alignment processing unit extracts a pattern (for example, a unique pattern) suitable for alignment (mutual position adjustment) from the input image data of the object. Further, in the case of a CD-SEM, since the image is not so large, it is possible to align (position) the entire image.
　さらに、画像アライメント処理部は、ＣＤ－ＳＥＭの画像ひずみを補正する機能を有していてもよい。画像ひずみを補正する場合、画像の複数の領域でそれぞれアライメントを行い、ひずみ補正係数を求める。このひずみ補正係数にアライメントが含まれていてもよい。 Further, the image alignment processing unit may have a function of correcting the image distortion of the CD-SEM. When correcting image distortion, alignment is performed in each of a plurality of regions of the image, and the distortion correction coefficient is obtained. Alignment may be included in this strain correction coefficient.
　ここで、画像アライメント処理部は本実施形態に必須ではなく、後述するレシピデータ作成時にアライメントに適した場所を抽出しても良い。また、後述する外形数値化部がパターン面積を求める場合、特に、対象パターンが画像の外にはみ出していない場合、アライメントを省略してもよい。 Here, the image alignment processing unit is not essential to this embodiment, and a location suitable for alignment may be extracted when creating recipe data, which will be described later. Further, when the external shape digitizing unit described later obtains the pattern area, the alignment may be omitted, particularly when the target pattern does not extend outside the image.
　外形抽出部は、位置決めされた画像データから、複数種類のパターンの外形データ（外形画像データ）を抽出する。外形アライメント処理部は、外形画像データから、アライメントに適したパターン（例えば、ユニークなパターン）を抽出する。 The outer shape extraction unit extracts the outer shape data (outer shape image data) of a plurality of types of patterns from the positioned image data. The external alignment processing unit extracts a pattern suitable for alignment (for example, a unique pattern) from the external image data.
　画像でアライメントを行う場合と外形でアライメントを行う場合ではアライメントを行う場所が異なるので、どちらか一方だけ行ってもよい。また、画像でアライメントを行う場合は粗い（ラフな）精度で行い、さらに外形でもアライメントを行う際に細かい（ファインな）精度で行ってもよい。このように、外形アライメント処理部は本実施形態に必須ではない。 Since the alignment location is different between the case of performing alignment on the image and the case of performing alignment on the outer shape, only one of them may be performed. Further, when alignment is performed on an image, it may be performed with a coarse (rough) accuracy, and further, when alignment is performed on an outer shape, it may be performed with a fine (fine) accuracy. As described above, the external alignment processing unit is not essential to this embodiment.
　外形でアライメントを行う場合、ペアとなる外形の各点同士の差ベクトルを加算したベクトルが０となるようにすればよい。なお、このような方法は、外形でアライメントを行わずに、後述する外形数値化部で補正することも可能である。 When aligning with the outer shape, the vector obtained by adding the difference vectors between the points of the outer shape to be paired may be set to 0. It should be noted that such a method can also be corrected by the external shape quantifying unit described later without performing alignment on the external shape.
　外形数値化部は、外形画像データから外形の数値化データ（面積、周囲長など）を求める。比較部は、レシピの外形数値化データと、対象物の外形数値化データを比較する。また、比較部は処理条件の異なるものを比較してもよい。 The external shape quantification unit obtains the external shape quantification data (area, perimeter, etc.) from the external image data. The comparison unit compares the external quantification data of the recipe with the external quantification data of the object. Further, the comparison unit may compare items having different processing conditions.
出力部は、比較した結果を出力する。また、パターン検査装置３００は、レシピの外形数値化データを保存する保存部を有する。なお、パターン検査装置３００は、比較した結果を表示する表示部をさらに備えてもよい。 The output unit outputs the result of comparison. Further, the pattern inspection device 300 has a storage unit for storing the external quantification data of the recipe. The pattern inspection device 300 may further include a display unit that displays the comparison result.
　パターン検査装置３００及びパターン測定装置４１０は機能ブロックであり、ハードウェアでの実装に限られず、プログラム等のソフトウェアとしてコンピュータに実装されていてもよく、その実装形態は限定されない。例えば、パーソナルコンピュータ等のクライアント端末と有線又は無線の通信回線（インターネット回線など）に接続された専用サーバにインストールされて実装されていてもよいし、いわゆるクラウドサービスを利用して実装されていてもよい。 The pattern inspection device 300 and the pattern measurement device 410 are functional blocks and are not limited to being implemented in hardware, but may be implemented in a computer as software such as a program, and the mounting form is not limited. For example, it may be installed and implemented on a dedicated server connected to a client terminal such as a personal computer and a wired or wireless communication line (Internet line, etc.), or it may be implemented using a so-called cloud service. good.
［Ｂ．パターン検査方法］
　図２は、本実施形態に係る（ａ）レシピデータ作成方法及び（ｂ）計測方法に関するフローチャートである。 [B. Pattern inspection method]
FIG. 2 is a flowchart relating to (a) a recipe data creation method and (b) a measurement method according to the present embodiment.
（ｂ１．レシピデータ作成方法のフローチャートの説明）
　図２（ａ）は、レシピデータ作成方法のフローチャートである。ここで、レシピデータとは、予め取得したパターンの画像データから取得した外形の数値化データ（面積、周囲長など）の検査パラメータ等である。また、レシピデータは、画像取得条件（加速電圧・ビーム電流・倍率・積算枚数や画像取得位置など）やその後の画像処理条件（前処理条件やアライメント条件や外形抽出条件や対象パターンや数値化条件など）を含んでもよい。 (B1. Explanation of the flowchart of the recipe data creation method)
FIG. 2A is a flowchart of the recipe data creation method. Here, the recipe data is an inspection parameter or the like of the numerical data (area, perimeter, etc.) of the outer shape acquired from the image data of the pattern acquired in advance. In addition, the recipe data includes image acquisition conditions (acceleration voltage, beam current, magnification, integrated number of sheets, image acquisition position, etc.) and subsequent image processing conditions (preprocessing conditions, alignment conditions, external shape extraction conditions, target patterns, digitization conditions, etc.). Etc.) may be included.
　予め取得したパターンとは、パターン検査の対象物（ウェハ）と同一のマスクでパターン処理されたパターンである。また、同一のパターン処理が施された別のウェハのパターンであってもよい。別のウェハは、サンプル用にパターン処理されていてもよいし、同一ロット内でパターン処理された複数のウェハの一つであってもよい。 The pattern acquired in advance is a pattern that has been pattern-processed with the same mask as the object (wafer) for pattern inspection. Further, it may be a pattern of another wafer that has been subjected to the same pattern processing. Another wafer may be patterned for a sample or may be one of a plurality of patterned wafers in the same lot.
　Ｓ１１０では、入力部は、予め取得したパターンの画像データを入力する。このパターン画像が基準サンプルになる。図３（ａ）は、入力されたＣＤ－ＳＥＭ画像の一例を示す。また、入力部は、入力された画像データに対して、ノイズ除去などのフィルタ処理を行ってもよい。 In S110, the input unit inputs the image data of the pattern acquired in advance. This pattern image serves as a reference sample. FIG. 3A shows an example of the input CD-SEM image. Further, the input unit may perform filter processing such as noise removal on the input image data.
　図４は、ＦＥＭ（Ｆｏｃｕｓ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ　Ｍａｔｒｉｘ）ウェハに形成された、焦点位置及び露光量を変化させた複数の基準サンプルについてのパターン画像の変化を示す図である。この図の横軸は、露光装置２００の焦点位置を表し、縦軸は露光量を表す。そして、図に示す割合で予め測定した複数の入力画像パターンが表示されている。ここで、焦点位置や露光量などの数を露光処理条件種類数という。図４では、焦点位置が±０ｎｍ、かつ、露光量が±０％を基準（中心条件）に設定する。 FIG. 4 is a diagram showing changes in pattern images of a plurality of reference samples in which the focal position and the exposure amount are changed, which are formed on an FEM (Focus Exposure Matrix) wafer. The horizontal axis of this figure represents the focal position of the exposure apparatus 200, and the vertical axis represents the exposure amount. Then, a plurality of input image patterns measured in advance at the ratio shown in the figure are displayed. Here, the number of focal positions, exposure amounts, and the like is referred to as the number of types of exposure processing conditions. In FIG. 4, the focal position is set to ± 0 nm and the exposure amount is set to ± 0% as a reference (center condition).
　図４の場合、処理条件種類数は２つ（焦点位置と露光量）である。また、露光量の条件を５通り（－８％、－４％、±０％、＋４％、＋８％）に振り、焦点位置の条件を５通り（－４０ｎｍ、－２０ｎｍ、±０ｎｍ、＋２０ｎｍ、＋４０ｎｍ）に振っているため、全体の処理条件数は２５になる。このようにして、露光装置２００の露光処理条件（焦点位置及び露光量）に応じた複数の画像パターンのデータを入力することが可能である。 In the case of FIG. 4, the number of processing condition types is two (focus position and exposure amount). In addition, the exposure amount conditions are set in 5 ways (-8%, -4%, ± 0%, + 4%, + 8%), and the focal position conditions are set in 5 ways (-40 nm, -20 nm, ± 0 nm, + 20 nm, Since it is shaken to + 40 nm), the total number of processing conditions is 25. In this way, it is possible to input data of a plurality of image patterns according to the exposure processing conditions (focus position and exposure amount) of the exposure apparatus 200.
　Ｓ１２０では、外形抽出部は、入力された画像データ（２次元形状）から、２次元形状の外形（Ｃｏｎｔｏｕｒ；輪郭線）画像データをエッジ検出法などを用いて抽出する。エッジ検出法として、１次微分法(ソーベル・フィルタ)や２次微分法(ラプラシアン・フィルタ)やキャニー（Ｃａｎｎｙ）法などを用いてよい。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＣＤ－ＳＥＭ画像データから抽出された外形の画像データを示す。 In S120, the outer shape extraction unit extracts the outer shape (contour; contour line) image data of the two-dimensional shape from the input image data (two-dimensional shape) by using an edge detection method or the like. As the edge detection method, a first-order differential method (Sobel filter), a second-order differential method (Laplacian filter), a Canny method, or the like may be used. FIG. 3B shows external image data extracted from the CD-SEM image data of FIG. 3A.
Ｓ１３０では、外形数値化部は、抽出した外形画像データから、外形の数値化データ（面積、周囲長など）を求める。Ｓ１４０では、求めた面積及び周囲長をレシピデータとして保存する。この面積及び／又は周囲長が検査パラメータに相当する。このように、レシピの外形数値化データには、レシピ作成時の計測値（中心値）、レシピ作成時の計測値に許容誤差を加えた値（中心値からレンジで管理する管理値）、シミュレーションの値、又は、設計上の許容値などが含まれる。 In S130, the external shape quantification unit obtains external value quantification data (area, perimeter, etc.) from the extracted external image data. In S140, the obtained area and the peripheral length are stored as recipe data. This area and / or perimeter corresponds to the inspection parameter. In this way, the recipe external quantification data includes the measured value (center value) at the time of recipe creation, the value obtained by adding the tolerance to the measured value at the time of recipe creation (control value managed by the range from the center value), and the simulation. The value of, or the design tolerance, etc. are included.
　外形の周囲長とは外周長を意味する。また、外形の面積は、レシピパターン（基準パターンと言ってもよい）からの面積の増加分や減少分を比較する際に有効である。さらに、検査パラメータとして、パターンの外形の周囲長や面積の代りに、そのパターンに特有の複数種類の線幅及び／又は穴径（すなわち、複数種類のパターン）の計測値の平均値を用いても良い。また、重み付け平均値を用いてもよい。重み付けとしては例えば、測長エリア幅や、シミュレーション又は設計から求めたパターンの重要度又は許容度などから設定してもよい。さらには、計測値から求めた統計量を用いてもよい。 The outer peripheral length means the outer peripheral length. Further, the outer area is effective when comparing the increase or decrease of the area from the recipe pattern (which may be called a reference pattern). Further, as an inspection parameter, instead of the peripheral length or area of the outer shape of the pattern, the average value of the measured values of a plurality of types of line widths and / or hole diameters (that is, a plurality of types of patterns) peculiar to the pattern is used. Is also good. Moreover, you may use the weighted average value. The weighting may be set from, for example, the length measurement area width, the importance or tolerance of the pattern obtained from simulation or design, and the like. Furthermore, the statistic obtained from the measured value may be used.
　また、パターンに特有の複数の線幅とは、複数種類の線幅であっても良い。このように、本実施形態では、複数の線幅、すなわち、複数種類の線幅の寸法の計測値を用いている点が、従来の画像内の均一なＬ／Ｓ（ライン・アンド・スペース；配線の幅と隣り合う配線同士の間隔）やコンタクトホールアレイを複数測定する点と異なる。また、均一なＬ／Ｓや同一形状のコンタクトホールしかない場合は、Ｌ／Ｓやコンタクトホールの周囲パターン（コンタクトホールの配列）が異なるコンタクトホールを含めるのが望ましい。例えば、コンタクトホールアレイの中央部のみではなくアレイの端部を含めればよい。ここでの複数種類とは同一寸法でも周囲パターンが異なる場合を含む。 Further, the plurality of line widths peculiar to the pattern may be a plurality of types of line widths. As described above, in the present embodiment, the point that a plurality of line widths, that is, measurement values of a plurality of types of line width dimensions are used, is a uniform L / S (line and space; It differs from the point that the width of the wiring and the distance between adjacent wires) and multiple contact hole arrays are measured. When there are only uniform L / S and contact holes having the same shape, it is desirable to include contact holes having different L / S and contact hole peripheral patterns (contact hole arrangement). For example, not only the central part of the contact hole array but also the end part of the array may be included. The plurality of types here include the case where the peripheral pattern is different even if the dimensions are the same.
　Ｓ１４０の保存ステップでは、保存部は、１枚又は複数枚のウェハから求めたレシピデータを保存することが可能である。後述する図２（ｂ）の計測方法にて、同一ロット内でパターン処理された複数のウェハについて、最初のレシピパターン（すなわち、基準パターン）又は１つ以上前のレシピパターンからの経時変化を出力することが可能になる。 In the storage step of S140, the storage unit can store recipe data obtained from one or a plurality of wafers. In the measurement method of FIG. 2B described later, for a plurality of wafers pattern-processed in the same lot, the time-dependent change from the first recipe pattern (that is, the reference pattern) or one or more previous recipe patterns is output. It becomes possible to do.
　また、レシピデータとして、外形の数値化データに加え、焦点位置及び露光量という露光装置の処理条件を保存してもよい。 Further, as the recipe data, in addition to the digitized data of the outer shape, the processing conditions of the exposure apparatus such as the focal position and the exposure amount may be saved.
（ｂ２．計測方法のフローチャートの説明）
　図２（ｂ）は、計測方法作成方法のフローチャートである。Ｓ２１０では、Ｓ１１０と同様、入力部が、計測したい対象物のパターンの画像データを入力する。 (B2. Explanation of the flowchart of the measurement method)
FIG. 2B is a flowchart of a measurement method creation method. In S210, as in S110, the input unit inputs the image data of the pattern of the object to be measured.
　Ｓ２２０では、画像アライメント処理部は、入力された画像データからパターン画像のアライメントを行う。Ｓ２３０では、Ｓ１２０と同様、外形抽出部が、入力された画像データから、２次元形状の外形画像データを抽出する。 In S220, the image alignment processing unit aligns the pattern image from the input image data. In S230, as in S120, the outer shape extraction unit extracts the outer shape image data of the two-dimensional shape from the input image data.
　Ｓ２４０では、外形アライメント処理部は、外形画像データから外形のアライメントを行う。Ｓ２５０では、外形数値化部が、抽出した外形画像データから、外形の数値化データを求める。 In S240, the outer shape alignment processing unit aligns the outer shape from the outer shape image data. In S250, the external shape quantification unit obtains the external shape quantification data from the extracted external shape image data.
　Ｓ２６０では、比較部は、Ｓ２２０及び／又はＳ２４０のアライメント結果のデータに基づいて、計測したい対象物の外形数値化データをレシピデータと比較する。ここで、外形数値化データとは、線幅や穴径などの計測値や、パターン外形や、それらから算出された外形の特徴を表す数値データである。なお、パターン外形は、一般的に多角形として表すことができ、この多角形の頂点座標が外形数値化データになる。そして、パターン外形は、アライメント情報を含むため、その他の外形数値化データを補正することも可能である。 In S260, the comparison unit compares the external quantification data of the object to be measured with the recipe data based on the alignment result data of S220 and / or S240. Here, the external shape numerical data is numerical data representing measured values such as a line width and a hole diameter, a pattern outer shape, and the characteristics of the outer shape calculated from them. The pattern outer shape can be generally expressed as a polygon, and the vertex coordinates of this polygon become the outer shape quantification data. Since the pattern outer shape includes alignment information, it is possible to correct other outer shape quantification data.
　具体的には、図２（ａ）で説明したレシピデータ作成方法のＳ１４０の保存ステップで保存したレシピデータ（外形や基準計測値）と、計測したい対象物の外形数値化データを比較する。ここで、読み出し時に、レシピデータと、計測したい対象物の外形数値化データのアライメントを行ってもよい。アライメント結果により補正したり外形抽出などに反映させるのは、レシピデータ、計測したい対象物の外形数値化データの両方を半分ずつずらす、又は、どちらか片方だけをずらしてもよいが、一般的には計測対象物の方を補正したり調整したりすればよい。 Specifically, the recipe data (outer shape and reference measurement value) saved in the save step of S140 of the recipe data creation method described in FIG. 2A is compared with the outer shape quantification data of the object to be measured. Here, at the time of reading, the recipe data may be aligned with the external quantification data of the object to be measured. To correct the alignment result or reflect it in the external shape extraction, both the recipe data and the external shape quantification data of the object to be measured may be shifted by half, or only one of them may be shifted, but in general. May correct or adjust the object to be measured.
　ここで、保存してある複数条件で作成した基準サンプルの画像や外形数値化データと比較を行ってもよい。また、複数の基準サンプルの中から最も近い基準サンプルを抽出、あるいは、複数の基準サンプル毎との比較や一致度などを求めてもよい。 Here, you may compare it with the image of the reference sample or the external quantification data created under multiple conditions saved. Further, the closest reference sample may be extracted from the plurality of reference samples, or the comparison with each of the plurality of reference samples and the degree of agreement may be obtained.
　Ｓ２７０では、出力部は、比較結果を出力する。比較した外形数値化データを外形データの重ね合せることによって、塗り潰したパターンデータの重ね合せとは異なり、比較結果をパターン検査装置の熟練した操作者でなくても容易に判断することができる。 In S270, the output unit outputs the comparison result. By superimposing the external shape data on the compared external shape data, the comparison result can be easily determined even by a non-skilled operator of the pattern inspection device, unlike the superimposition of the filled pattern data.
（ｂ３．比較結果の説明）
　図５は、露光量を変化させた場合に抽出される外形の変化を示す図である。同図（ａ）は、露光量を図４の基準（中心条件）から±８％変化させた場合の計２パターンの外形数値化データを重ね合せた図である。具体的には、±８％の外形の差分部分を塗り潰している。また、差分の大きさ位に応じて色分けして出力してもよい。 (B3. Explanation of comparison results)
FIG. 5 is a diagram showing changes in the outer shape extracted when the exposure amount is changed. FIG. 3A is a diagram in which external numerical data of a total of two patterns when the exposure amount is changed by ± 8% from the reference (center condition) of FIG. 4 are superimposed. Specifically, the difference portion of the outer shape of ± 8% is filled. Further, the output may be color-coded according to the magnitude of the difference.
　同図（ｂ）は、同図（ａ）の実線で囲んだ四角形部分を拡大した図である。５１０は、塗り潰した部分の内側の線を指し、＋８％の場合の外形を表している。５２０は、塗り潰した部分の外側の線を指し、－８％の場合の外形を表している。５３０は、＋８％の場合（５１０の内側の線）はパターン（ここでは配線パターン）が途切れることが視覚的にわかる。 The figure (b) is an enlarged view of the quadrangular portion surrounded by the solid line in the figure (a). 510 refers to the inner line of the filled portion and represents the outer shape in the case of + 8%. 520 points to the outer line of the filled portion and represents the outer shape in the case of -8%. In 530, it can be visually seen that the pattern (wiring pattern in this case) is interrupted in the case of + 8% (the line inside 510).
図６は、焦点位置を負の値に変化させた場合に抽出される外形の変化を示す図である。同図（ａ）は、焦点位置を図４の基準（中心条件）の０ｎｍから－４０ｎｍに変化させた場合の計２パターンの外形数値化データを重ね合せた図である。 FIG. 6 is a diagram showing a change in the outer shape extracted when the focal position is changed to a negative value. FIG. 3A is a diagram in which a total of two patterns of external quantification data when the focal position is changed from 0 nm to −40 nm of the reference (center condition) of FIG. 4 are superimposed.
　同図（ｂ）は、同図（ａ）の実線で囲んだ四角形部分を拡大した図である。６１０は、塗り潰した部分の内側の線を指し、－４０ｎｍの場合の外形を表している。６２０は、塗り潰した部分の外側の線を指し、０ｎｍの場合の外形を表している。６３０及び６４０は、－４０ｎｍの場合（６１０の内側の線）はパターン（ここでは配線パターン）が途切れることが視覚的にわかる。 The figure (b) is an enlarged view of the quadrangular portion surrounded by the solid line in the figure (a). 610 refers to the inner line of the filled portion and represents the outer shape in the case of −40 nm. 620 refers to the outer line of the filled portion and represents the outer shape in the case of 0 nm. In 630 and 640, it can be visually seen that the pattern (here, the wiring pattern) is interrupted in the case of −40 nm (the inner line of 610).
図７は、焦点位置を正の値に変化させた場合に抽出される外形の変化を示す図である。同図（ａ）は、焦点位置を図４の基準（中心条件）の０ｎｍから４０ｎｍに変化させた場合の計２パターンの外形数値化データを重ね合せた図である。 FIG. 7 is a diagram showing a change in the outer shape extracted when the focal position is changed to a positive value. FIG. 3A is a diagram in which external quantification data of a total of two patterns when the focal position is changed from 0 nm to 40 nm of the reference (center condition) of FIG. 4 are superimposed.
　同図（ｂ）は、同図（ａ）の実線で囲んだ四角形部分を拡大した図である。７１０は、塗り潰した部分の内側の線を指し、４０ｎｍの場合の外形を表している。７２０は、塗り潰した部分の外側の線を指し、０ｎｍの場合の外形を表している。７３０は、４０ｎｍの場合（７１０の内側の線）はパターン（ここでは配線パターン）が途切れることが視覚的にわかる。また、７４０は、４０ｎｍの場合（７１０の内側の線）はこの部分のパターン（上側の配線パターン）が断線しやすいことが視覚的にわかる。 The figure (b) is an enlarged view of the quadrangular portion surrounded by the solid line in the figure (a). 710 refers to the inner line of the filled portion and represents the outer shape in the case of 40 nm. 720 refers to the outer line of the filled portion and represents the outer shape in the case of 0 nm. In 730, it can be visually recognized that the pattern (here, the wiring pattern) is interrupted in the case of 40 nm (the inner line of 710). Further, in the case of 740, when the diameter is 40 nm (the inner line of 710), it can be visually understood that the pattern of this portion (the upper wiring pattern) is likely to be broken.
　図８及び図９は、光リソグラフィのプロセスマージンを説明するための図である。図８（ａ）は、従来のパターン検査装置に用いられるパターン測定装置と同様に、局所的な線幅の寸法制御（±３％）の場合である。ここでは、図８（ｂ）の８１０で示す配線パターンの線幅を目標値±３％で寸法制御を行う場合について示している。図８（ｂ）は、配線パターンと、線幅の測定箇所を示す。図９（ａ）は、本実施形態の面積制御（±３％）の場合である。図９（ｂ）は、本実施形態の全寸法制御（±３％）の場合である。ここで、全寸法とは、図８（ｂ）で示した線幅の測定箇所全ての寸法の和又は平均をいう。ここで、測定箇所全ては、図８（ｂ）の配線パターンの線幅であり、細長い長方形で囲んだ８２カ所である（例えば、８１０が指す「Ｇ１１３」）。 8 and 9 are diagrams for explaining the process margin of optical lithography. FIG. 8A shows a case of local line width dimensional control (± 3%), similar to the pattern measuring device used in the conventional pattern inspection device. Here, a case where the line width of the wiring pattern shown by 810 in FIG. 8B is dimensionally controlled at a target value of ± 3% is shown. FIG. 8B shows the wiring pattern and the measurement points of the line width. FIG. 9A shows the case of area control (± 3%) of the present embodiment. FIG. 9B shows the case of total dimensional control (± 3%) of the present embodiment. Here, the total dimension means the sum or average of the dimensions of all the measurement points of the line width shown in FIG. 8 (b). Here, all the measurement points are the line widths of the wiring pattern of FIG. 8B, and are 82 points surrounded by an elongated rectangle (for example, "G113" pointed to by 810).
　図８（ａ）の横軸は焦点位置を、縦軸は露光量を示す。右下がり（焦点位置が正の向きに下がる）の三角形の内側であれば、上記の測定個所全ての寸法がそれぞれ、露光量及び焦点位置の中心条件（図４の中央）の寸法の±１０％に収まることを示す。 The horizontal axis of FIG. 8A shows the focal position, and the vertical axis shows the exposure amount. If it is inside the triangle that descends to the right (the focal position decreases in the positive direction), the dimensions of all the above measurement points are ± 10% of the dimensions of the exposure amount and the central condition of the focal position (center of FIG. 4), respectively. Indicates that it fits in.
　図８（ａ）は従来よく行われている局所的な線幅（８１０）で寸法制御した場合について説明する図である。８１０は、従来よく用いられているＬ／Ｓの中央部の配線幅であり、「Ｇ１１３」と明記されている。このように、従来のパターン線幅測定はパターン外形の一部であり、予め定められた外形の部分的な抽出に相当する。 FIG. 8A is a diagram illustrating a case where dimensions are controlled by a local line width (810), which is often performed in the past. 810 is a wiring width at the center of the L / S, which is often used in the past, and is specified as "G113". As described above, the conventional pattern line width measurement is a part of the pattern outer shape, and corresponds to the partial extraction of the predetermined outer shape.
　８２０は、Ｌ／Ｓの配線端部付近の線幅を示す。８３０は孤立した（隣に配線の無い）横方向の配線パターンを示す。８４０は縦方向の配線パターンの線幅の寸法を測定することを示す。８５０は配線パターンの根元側の線幅であることを示す。８６０は配線パターンの中央部の線幅であることを示す。８７０は配線パターンの先端付近の線幅であることを示す。これらの線幅の設計寸法は同一であるが、各部分の周囲パターンは異なるので複数種類の線幅とみなすことができる。 820 indicates the line width near the wiring end of the L / S. Reference numeral 830 indicates an isolated (no wiring next to it) lateral wiring pattern. 840 indicates that the dimension of the line width of the vertical wiring pattern is measured. 850 indicates that the line width is on the root side of the wiring pattern. 860 indicates the line width at the center of the wiring pattern. 870 indicates that the line width is near the tip of the wiring pattern. Although the design dimensions of these line widths are the same, the peripheral patterns of each part are different, so that they can be regarded as a plurality of types of line widths.
　このように、本実施形態では複数種類の線幅を測定し、それらの線幅を用いた寸法制御を全寸法制御として行っている。すなわち、複数種類のパターン（ここでは複数種類の線幅）を測定することは、パターンの外形の抽出、及び、外形の数値化データの算出に含まれる。本実施形態で説明した、複数種類のパターンの外形を抽出する外形抽出部、及び、外形の数値化データを算出する算出部は、１）外形の周囲長を測定すること、２）外形の面積を算出すること、又は、３）複数種類のパターンそれぞれについて外形の部分的な抽出することを行う。 As described above, in the present embodiment, a plurality of types of line widths are measured, and dimensional control using those line widths is performed as total dimensional control. That is, measuring a plurality of types of patterns (here, a plurality of types of line widths) is included in the extraction of the outer shape of the pattern and the calculation of the digitized data of the outer shape. The outer shape extraction unit that extracts the outer shape of a plurality of types of patterns and the calculation unit that calculates the numerical data of the outer shape described in the present embodiment are 1) to measure the peripheral length of the outer shape, and 2) the area of the outer shape. Or 3) partial extraction of the outer shape for each of a plurality of types of patterns.
　焦点位置及び露光量をこの三角形の内側領域に設定する必要がある。この三角形の内側領域をプロセスウィンドウ（露光処理条件の許容範囲）と呼ぶ。 It is necessary to set the focal position and exposure amount in the inner area of this triangle. The inner region of this triangle is called the process window (allowable range of exposure processing conditions).
　図８（ａ）には、上に凸の曲線が２つ示されている。この２つの曲線の間が「８１０」の線幅の測定値がプロセス条件出しの中心値（本実施形態では３５ｎｍ）±３％となる領域である。 FIG. 8A shows two upwardly convex curves. The area between these two curves is the region where the measured value of the line width of "810" is the center value (35 nm in this embodiment) ± 3% of the process condition setting.
　従来のパターン測定装置のように、「８１０」という局所的な線幅の測定値で露光量を制御した場合、線幅の測定値を±３％で制御できたとしても、焦点位置は線幅±３％の領域すべてがプロセスウィンドウ内である必要があるので、縦線で囲んだ１２．９ｎｍの範囲に焦点位置が制御されている必要がある。 When the exposure amount is controlled by a local line width measurement value of "810" as in a conventional pattern measuring device, even if the line width measurement value can be controlled by ± 3%, the focal position is the line width. Since the entire ± 3% region needs to be within the process window, the focal position needs to be controlled within the 12.9 nm range surrounded by the vertical line.
　図９（ａ）は、露光量制御の測定値として、図８（ｂ）の１１個のパターン（番号はパターンの左側に付与）の合計面積を用いた場合である。この場合、焦点位置は１５．７ｎｍの範囲で制御されていればよく、従来のパターン検査方式よりも許容される焦点位置の範囲が広くなり、露光プロセスが安定する。 FIG. 9A shows a case where the total area of the 11 patterns (numbers are given on the left side of the patterns) of FIG. 8B is used as the measurement value of the exposure amount control. In this case, the focal position need only be controlled in the range of 15.7 nm, and the range of the allowable focal position is wider than that of the conventional pattern inspection method, and the exposure process is stable.
　図９（ｂ）は、露光量制御の測定値として、図ｂ（ｂ）の８２カ所すべての線幅の平均値を用いた場合である。この場合、焦点位置は２９．５ｎｍの範囲で制御されていればよく、図９（ａ）の場合よりもさらに、許容される焦点位置の範囲が広くなり、また、露光プロセスが安定する。 FIG. 9 (b) shows a case where the average value of the line widths of all 82 locations in FIG. 9 (b) is used as the measured value for the exposure amount control. In this case, the focal position need only be controlled in the range of 29.5 nm, and the allowable range of the focal position is wider than in the case of FIG. 9A, and the exposure process is stable.
［Ｃ．作用効果］
　上述した通り、本実施形態によれば、パターン検査装置の操作者の経験則に頼ることなく、パターンを測定し、測定したパターンを検査することができる。また、パターン検査装置の対象物に処理されるパターンのプロセス条件を制御することも可能である。具体的には、パターン検査装置３００は、露光装置２００の露光条件を図９などで求めたプロセスウィンドウの範囲内に調整することが可能になる。 [C. Action effect]
As described above, according to the present embodiment, the pattern can be measured and the measured pattern can be inspected without relying on the empirical rule of the operator of the pattern inspection device. It is also possible to control the process conditions of the pattern processed on the object of the pattern inspection device. Specifically, the pattern inspection device 300 can adjust the exposure conditions of the exposure device 200 within the range of the process window obtained in FIG. 9 and the like.
　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、これらのうち、２つ以上の実施例を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これらのうち、１つの実施例を部分的に実施しても構わない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, two or more of these examples may be combined and implemented. Alternatively, one of these examples may be partially implemented.
　また、本発明は、上記発明の実施形態の説明に何ら限定されるものではない。特許請求の範囲の記載を逸脱せず、当業者が容易に想到できる範囲で種々の変形態様もこの発明に含まれる。例えば、異なる処理条件で作成された対象物の同一箇所の測定データを取得し、この画像から特徴量を抽出してもよい。 Further, the present invention is not limited to the description of the embodiment of the above invention. Various modifications are also included in the present invention as long as those skilled in the art can easily conceive without departing from the description of the scope of claims. For example, measurement data of the same location of an object created under different processing conditions may be acquired, and a feature amount may be extracted from this image.
　また、本実施形態に係るパターン検査装置が対象とする処理条件は、焦点位置と露光量の２種類に限られず、対象物の、または、対象物上に形成された薄膜の膜厚、エッチング条件などでもよい。また、処理条件が対象物上に形成された薄膜の膜厚やエッチング処理時間やエッチングガス流量やエッチングＲＦパワーなどウェハ内で変えられない条件である場合、複数のウェハを異なる処理条件で処理しそれぞれの処理条件に対する画像をそれぞれのウェハから取得してもよい。また、本実施形態に係るパターン検査装置は、半導体ウェハに限らず、マスク（フォトマスク、ＥＵＶマスクなど）やＦＰＤやインターポーザやＴＳＶｓ（Ｔｈｒｏｕｇｈ－Ｓｉｌｉｃｏｎ　Ｖｉａｓ）プリント基板にも適用可能である。 Further, the processing conditions targeted by the pattern inspection apparatus according to the present embodiment are not limited to two types, the focal position and the exposure amount, and the film thickness and etching conditions of the object or the thin film formed on the object. And so on. Further, when the processing conditions are conditions that cannot be changed in the wafer such as the film thickness of the thin film formed on the object, the etching processing time, the etching gas flow rate, and the etching RF power, a plurality of wafers are processed under different processing conditions. Images for each processing condition may be acquired from each wafer. Further, the pattern inspection apparatus according to the present embodiment is applicable not only to semiconductor wafers but also to masks (photomasks, EUV masks, etc.), FPDs, interposers, and TSVs (Through-Silicon Vias) printed circuit boards.
１００　半導体製造システム
２００　露光装置
３００　中央処理装置（パターン検査装置）
４００　形状測定装置（ＣＤ－ＳＥＭ） 100 Semiconductor manufacturing system 200 Exposure equipment 300 Central processing unit (pattern inspection equipment)
400 Shape measuring device (CD-SEM)

Claims (11)

  1. 　対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査装置であって、
    　前記対象物の画像データを入力する入力部と、
    　前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出する外形抽出部と、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出する算出部と、
    　前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較する比較部と、
    を備えるパターン検査装置。     A pattern inspection device that inspects multiple types of patterns formed on an object.
    An input unit for inputting image data of the object and
    An outer shape extraction unit that extracts the outer shape of the plurality of types of patterns from the image data of the object,
    A calculation unit that calculates the digitized data of the outer shape from the extracted outer shape,
    A comparison unit that compares the external quantification data with the external quantification data of the recipe,
    A pattern inspection device comprising.
  2. 　前記レシピの外形数値化データを保存する保存部をさらに備え、
    　前記入力部は、前記レシピとなる対象物の画像データを入力し、
    　前記外形抽出部は、前記レシピの画像データから、前記レシピの外形画像データを抽出し、
    　前記外形数値化部は、前記レシピの外形画像データから前記レシピの外形数値化データを求める請求項１に記載のパターン検査装置。     It also has a storage unit that stores the external quantification data of the recipe.
    The input unit inputs image data of the object to be the recipe, and inputs the image data.
    The outer shape extraction unit extracts the outer shape image data of the recipe from the image data of the recipe, and then extracts the outer shape image data of the recipe.
    The pattern inspection device according to claim 1, wherein the external shape quantification unit obtains external value quantification data of the recipe from the external image data of the recipe.
  3. 　前記数値化データは前記パターンの面積及び／又は周囲長を用いる請求項１に記載のパターン検査装置。 The pattern inspection device according to claim 1, wherein the digitized data uses the area and / or the peripheral length of the pattern.
  4. 　前記数値化データは前記パターンの複数種類のパターンの計測値を用いる請求項１に記載のパターン検査装置。 The pattern inspection device according to claim 1, wherein the digitized data uses measured values of a plurality of types of the patterns.
  5. 　前記数値データは前記計測値から求めた統計量を用いる請求項４に記載のパターン検査装置。 The pattern inspection device according to claim 4, wherein the numerical data uses a statistic obtained from the measured value.
  6. 　複数画像間のアライメントを行うアライメント部をさらに備える請求項１に記載のパターン検査装置。 The pattern inspection device according to claim 1, further comprising an alignment unit for aligning a plurality of images.
  7. 　対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査方法であって、
    　前記対象物の画像データを入力し、
    　前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出し、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出し、
    　前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較するパターン検査方法。     A pattern inspection method that inspects multiple types of patterns formed on an object.
    Enter the image data of the object and
    The outer shape of the plurality of types of patterns is extracted from the image data of the object, and the outer shape is extracted.
    The digitized data of the outer shape is calculated from the extracted outer shape, and the data is calculated.
    A pattern inspection method for comparing the outer shape quantification data with the outer shape quantification data of the recipe.
  8. 　対象物に形成された複数種類のパターンを検査するパターン検査プログラムであって、
    　前記対象物の画像データを入力するステップと、
    　前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出するステップと、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するステップと、
    　前記外形の数値化データをレシピの外形数値化データと比較するステップと、
    をコンピュータに実行させるパターン検査プログラム。     A pattern inspection program that inspects multiple types of patterns formed on an object.
    The step of inputting the image data of the object and
    A step of extracting the outer shape of the plurality of types of patterns from the image data of the object, and
    The step of calculating the digitized data of the outer shape from the extracted outer shape, and
    The step of comparing the outer shape quantification data with the outer shape quantification data of the recipe,
    A pattern inspection program that causes a computer to execute.
  9. 　対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定装置であって、
    　前記対象物の画像データを入力する入力部と、
    　前記入力された画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出する外形抽出部と、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出する算出部と、
    を備えるパターン測定装置。     A pattern measuring device that measures a plurality of types of patterns formed on an object.
    An input unit for inputting image data of the object and
    An outer shape extraction unit that extracts the outer shape of the plurality of types of patterns from the input image data,
    A calculation unit that calculates the digitized data of the outer shape from the extracted outer shape,
    A pattern measuring device comprising.
  10. 　対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定方法であって、
    　前記対象物の画像データを入力し、
    　前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出し、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するパターン測定方法。     It is a pattern measurement method that measures a plurality of types of patterns formed on an object.
    Enter the image data of the object and
    The outer shape of the plurality of types of patterns is extracted from the image data of the object, and the outer shape is extracted.
    A pattern measurement method for calculating numerical data of the outer shape from the extracted outer shape.
  11. 　対象物に形成された複数種類のパターンを測定するパターン測定プログラムであって、
    　前記対象物の画像データを入力するステップと、
    前記対象物の画像データから前記複数種類のパターンの外形を抽出するステップと、
    　前記抽出された外形から前記外形の数値化データを算出するステップと、
    をコンピュータに実行させるパターン測定プログラム。

          A pattern measurement program that measures multiple types of patterns formed on an object.
    The step of inputting the image data of the object and
    A step of extracting the outer shape of the plurality of types of patterns from the image data of the object, and
    The step of calculating the digitized data of the outer shape from the extracted outer shape, and
    A pattern measurement program that causes a computer to execute.
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