图案测量装置以及图案测量方法
【专利摘要】本发明提供一种图案测量装置，以及图案测量方法，可削减OPC?model?calibration所需的计算时间、且使精度提高。图案测量装置具备：存储半导体的电路图案的掩模边缘数据以及拍摄了电路图案的图像数据的存储部；以图像数据作为输入而提取电路图案的SEM(Scanning?Electron?Microscope)轮廓线，基于掩模边缘数据和提取的SEM轮廓线的数据(SEM轮廓线数据)，在曝光模拟部生成预测SEM轮廓线的数据(预测SEM轮廓线数据)的SEM轮廓线提取部；以掩模边缘数据、SEM轮廓线数据、预测轮廓线数据作为输入，将SEM轮廓线数据以及预测SEM轮廓线数据分类为一维形状的轮廓线和二维形状的轮廓线的形状分类部；以SEM轮廓线数据和预测SEM轮廓线数据作为输入，对应于一维形状以及二维形状的种类，进行SEM轮廓线数据的取样的SEM轮廓线取样部。
【专利说明】 图案测量装置以及图案测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种测长装置以及测长方法，尤其涉及一种电子显微镜图像的解析技术。
【背景技术】
[0002]半导体设备持续急剧的微细化，从2000年初达到纳米级。在生产半导体设备时，为了提高产品的成品率，使用以 C D-S E M(Critical dimension Scanning ElectronMicroscope，测长扫描型电子显微镜)为代表的各种测量装置，测量电路图案的尺寸、形状，确认与电路图案的掩模边缘数据的差异同时进行制造。尤其，在将电路图案的光掩模向晶片转印的工序(光刻工序)中，高精度地测量微细的电路图案的形状是重要的。
[0003]在光刻工序中，为了按照电路图案的掩模边缘数据制作纳米级的电路图案，需要考虑光接近效应(光的衍射现象的影响)。在图1A左部所示的单纯的掩模形状101中，由于光接近效应，例如图1A右部所示，在转印到晶片上的电路图案的形状102与掩模形状101的边缘部的形状103之间，产生大的差异。进而，拐角部的形状104成为带有圆角的形状，在E O L(End-of-Line，线端)中存在容易产生后退的倾向。因此，为了成为图1B右部所示的希望图案形状106，导入使图1B左部所示的光掩模的形状如图案形状105那样变化的处理(O P C:0ptical Proximity Correction)。O P C是一种通过配线宽度的调整、或对E O L、拐角等赋予修正图案，由此修正转印图案的形状的光刻的析像度提高技术。
[0004]在将O P C适用于光掩模时，需要推断转印模型的参数。根据公知文献1(K.L，“Optical Proximity Corre ction for Current and Future No des,，’S P I E advancedlithography short course, SC990, 2010.)以及公知文献 2 (S.Shen, et al.,“0PC modelcalib ration based on circle-sampling theorem,，，I EEE Solid-State and Integrated Circuit Technology, 2006.), —般而言，由于抗蚀剂等的影响，在光学模型与实际曝光的图案上产生差异。因此，基于通过C D-S E M得到的转印图案的测长结果，进行转印模型的参数调整。根据公知文献2,该一系列的处理被称为O P C model calibration。
[0005]现在，作为新的O P C model calibration手法之一,期待实现一种对电路图案的直线部分使用C D-S E M的C D值，而对除此以外的部分使用S E M轮廓线的二维位置坐标作为calibration数据的手法(以后，将该手法称为contour-based calibration)。根据公知文献 3 (P.F ilitchkin, et al., “Contour qualit y assessment for OPCmodel cali bration，，，Proceedings of S P I E, V ol.7272, pp.72722Q1-7,2009.)以及公知文献 4 (T.Shi bahara, et al., uC D-gap-free Contou r Extraction Techniquefor 0 P C Model Calibration，，，Proceedings o f S P I E，Vol.7971，2011.)，为 了进行contour-based calibration,需要测量与一直以来的C D测长值之间的差异(以后,将该差异称为C D-gap)少的S E M轮廊线。
[0006]进而,在O P C model calibration中，由于calibration数据的解析需要大量时间，因此，需要通过以适当间隔对S E M轮廓线的二维位置坐标值取样，减少数据量，由此实现calibration时间的缩短。但是，即使在进行这种数据量的削减处理的情况下，在O P Cmodel calibration上,仍存在通过高性能计算机也需要数日的处理时间的问题。
[0007]另外，假如若想要使用所有的S E M轮廓线数据来进行O P C modelcalibration，则有时根据计算机性能的不同，在主存储装置无法存储大量计算数据，无法进行处理。不管是哪种问题，为了进行contour-based calibration,都需要减少S E M轮廓线的数据量。
[0008]在先技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1:日本专利第2008-164593号公报
[0011]发明要解决的技术问题
[0012]首先，对于第一问题进行说明。在专利文献I中，第二边缘位置在进行多点检测的基础上还进行曲线近似?连结等时(段落0283)，没有暗示进行对可求得边缘的位置进行削减的处理。因此,为了执行contour-based calibration,至少为了削减计算时间,进行S EM轮廓线的取样就成为问题。
[0013]接着，对第二问题进行说明。在求S E M轮廓线的位置坐标时，一般如专利文献I所示，例如图2A所示，从图像201将白带202的中心位置作为图像轮廓线提取，在图像轮廓线的法线方向204的方向提取了图像信号后，测量S E M轮廓线，一般是上述这样的处理。但是，在O P C的调整工序等设计阶段或量产阶段的初期，由于存在图像轮廓线杂乱的倾向，因此伴随于此，测长方向也不一定就像图像轮廓线的法线方向204那样稳定，例如，有时在杂乱的图像轮廓线的法线方向205的方向上提取图像信号。
[0014]进而，根据公知文献3,当将二维的S E M轮廓线用于O P C model calibration时，对于掩模图案的一维的特征(线宽或线间宽等)，有报告称转印精度恶化。为了解决该问题，根据公知文献4，在通过C D-S EM取得的C D值(以后，将该值称为C DCD-SE M)与从S E M轮廓线算出的C D值(以后，将该值称为⑶Contour)之间，使差异(以后，将其称为C D-g a p )减少是重要的。
[0015]因此，与所述问题I合起来，为了提高O P C model calibration的精度,不增加C D-g a p而进行S E M轮廓线的取样成为问题。
【发明内容】
[0016]为了解决上述两个问题，本发明的图案测量装置，其特征在于，具备:
[0017]存储部，其存储半导体的电路图案的掩模边缘数据、以及拍摄了所述电路图案的图像数据；
[0018]S E M轮廓线提取部，其以所述图像数据作为输入而提取所述电路图案的S E M轮廓线，基于所述掩模边缘数据与提取的所述S E M轮廓线的数据(S E M轮廓线数据)，在曝光模拟部生成预测S E M轮廓线的数据(预测S E M轮廓线数据)；
[0019]形状分类部，其以所述掩模边缘数据、所述S E M轮廓线数据、和所述预测轮廓线数据作为输入，将所述S E M轮廓线数据以及所述预测S E M轮廓线数据分类为一维形状的轮廓线与二维形状的轮廓线；以及
[0020]S E M轮廓线取样部，其以所述S E M轮廓线数据和所述预测S E M轮廓线数据作为输入，对应于所述一维形状以及所述二维形状的种类，进行所述S E M轮廓线数据的取样。
[0021]另外，本发明是一种由上述图案测量装置进行的图案测量方法。
[0022]发明效果
[0023]根据本发明，在削减O P C model calibration所需的计算时间的同时,可使精度提闻。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1A是表示光刻工序中的光掩模的形状与被转印的电路图案的形状的关系的图(无O P C的情况)。
[0025]图1B是表示光刻工序中的光掩模的形状与被转印的电路图案的形状的关系的图(有O P C的情况)。
[0026]图1C是表示光刻工序中的光掩模的形状与被转印的电路图案的形状的关系的图(进行S E M轮廓线的取样的情况)。
[0027]图2A是表示用于求出电路图案的轮廓的位置的概要的图(转印图案的图像)。
[0028]图2B是表示用于求出电路图案的轮廓的位置的概要的图(辉度分布(profile)的解析手法的说明)。
[0029]图3A是说明C D-g a P的图(线宽)。
[0030]图3B是说明C D-g a P的图(线间宽)。
[0031]图3C是说明C D-g a P的图(线与线端之间的宽度)。
[0032]图4是表示本专利的实施方式的图案测量处理流程的概要的图。
[0033]图5A是说明S E M轮廓线的形状分类与各个形状的取样的图。
[0034]图5B是说明S E M轮廓线以及预测S E M轮廓线的形状分类的图(直线部的取样)。
[0035]图5C是说明S E M轮廓线以及预测S E M轮廓线的形状分类的图(拐角部的取样)。
[0036]图是说明S E M轮廓线以及预测S E M轮廓线中的形状分类的图(E O L部的取样)。
[0037]图6A是具体地说明S E M轮廓线的形状分类的图(表示掩模边缘与S E M轮廓线(或者与预测S E M轮廓线)的关系的图)。
[0038]图6B是具体地说明S E M轮廓线的形状分类的图(表示将掩模边缘的形状分类的图)。
[0039]图6C是具体地说明S E M轮廓线的形状分类的图(表示将掩模边缘的分类向S EM轮廓线(或者预测S E M轮廓线)映射的图)。
[0040]图6D是具体地说明S E M轮廓线的形状分类的图(表示被分类的SE M轮廓线(或者预测S E M轮廓线)的图)。
[0041]图7A是表示使用曝光模拟器，从掩模边缘模拟预测S E M轮廓线的图。
[0042]图7B是表示从同一掩模边缘，实际曝光的电路图案的S E M轮廓线的图。
[0043]图8是表示本专利中的实施方式的图案测量装置的构成的一例的图。[0044]图9A是说明图4所示的S404中的S E M轮廓线的取样处理流程的概要的图(一维形状部)。
[0045]图9B是说明图4所示的S404中的S E M轮廓线的取样处理流程的概要的图(二维形状部)。
[0046]图1OA是说明S E M轮廓线的一维形状部中的取样处理的图。
[0047]图1OB是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0048]图1OC是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0049]图1OD是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0050]图1OE是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0051]图1OF是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0052]图1OG是说明一维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0053]图1lA是说明S E M轮廓线的二维形状部中的取样处理的图。
[0054]图1lB是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0055]图1lC是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0056]图1lD是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0057]图1lE是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0058]图1lF是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
[0059]图1lG是说明二维形状部中的取样误差的算出方法的图。
【具体实施方式】
[0060]以下参照附图，详细说明本发明的图案测量装置以及图案测量方法的实施方式。
[0061](实施方式)
[0062]首先，给出C D-g a P的明确的定义。将由C D-S E M取得的C D值(S卩，C D CD-S E M)与从S E M轮廓线算出的C D值(即，C DContour)的差异设为C D-g a p，定义为 C D-g a p = I C D C D-S E M-CDContour|。
[0063]需要说明的是，作为C D值的例子，有图3A所示的图案301的线宽302，图3B所示的图案303与图案304的线间宽305，图3C所示的图案306的线与图案308的线端之间的宽度307，或者图3D所示的图案309的线端与图案310的线端之间的宽度310。需要说明的是，在图3A?D中，仅示出一维(例如，直线部)的情况，但二维(例如，拐角部)的情况也与之相同。
[0064]接着，利用图2A，对C D-g a P的产生要因进行说明。在C D-S E M中，在图像201的水平坐标方向(图2A所示的符号204的方向)上取得2次电子辉度分布，通过对该辉度分布进行解析，对电路图案的尺寸进行测长。另一方面，在如专利文献I所述那样的现有的S E M轮廓线提取手法中，在白带(图2A所示的符号202)的法线方向(图2A所示的符号204)取得2次电子辉度分布，通过对该辉度分布进行解析而提取SE M轮廓线。例如图2B所示，以辉度值的峰值作为白带的中心210，将该白带的中心210的周边的像素之中在既定辉度值以上的像素位置确定为轮廓的位置211。但是,在O P C model calibratio η行程中，由于转印图案的图像边缘杂乱，所以有辉度分布的扫描方向不稳定的倾向。根据公知文献4，由于辉度分布的取得方向的杂乱，结论是S E M轮廓线的提取精度下降，产生C D-g aP。
[0065]在Contour-based calibration 中，将通过 C D-S E M 取得的一维的 C D 值、二维的S E M轮廓线用作cali bration数据,所以，导致在测定同一部位时产生矛盾，即,C D-ga p的存在导致calibration精度的下降。因此，采用公知文献4所示那样的考虑了 C D-ga p的抑制的S E M轮廓线提取手法是必不可少的要素。
[0066]接着，利用图1C，对S E M轮廓线的取样进行说明。使从S E M图像提取的电路图案的S E M轮廓线106为部分地连续的曲线。S E M轮廓线106在图像上由实数值的二维位置坐标值表现。将该S E M轮廓线106如107那样作为离散的点的集合而标本化，这在本专利中称之为S E M轮廓线的取样。需要说明的是，在进行取样时，构成S E M轮廓线轮廓线的离散点的间隔有时是不等间隔。另外，对于S E M轮廓线106，为了在计算机上处理，也可以作为实用上具有足够的分辨率(例如，I / 100像素程度)的离散的点的集合来保持。
[0067]在本专利的实施方式中，在求出被转印的电路图案的S E M轮廓线的位置坐标值后，进行取样。在本专利的实施方式中，在以适当间隔离散化S E M轮廓线的二维位置坐标时，对应于S E M轮廓线的形状，以使装置的使用者所指定的允许误差(即，取样误差)成为最小化的方式执行取样。
[0068]需要说明的是，如上所述，因S E M轮廓线的提取精度的下降而导致的C D-g a p的产生，所以从O P C model calibrat ion精度的提高的观点出发,对于所述取样处理,也必须考虑取样误差以及C D-g a p的降低来进行处理。接着，对在本实施方式中进行的图案测量处理进行说明。需要说明的是，对于进行各处理的主体即图案测量装置的具体构成，结合图8在后述。
[0069](主要处理)
[0070]在此，结合图4简单说明本专利的图案测量装置的主要动作。首先，运算单元801 (S E M轮廓线提取程序821)从S E M图像进行电路图案的S E M轮廓线的提取(S401)。
[0071]需要说明的是，采用公知文献4所述的手法，进行S E M轮廓线的提取，由此大大减小 C D-g a p，可精度良好地执行 Contour-b ased calibration。
[0072]接着，运算单元801 (S E M轮廓线提取程序821)对曝光模拟器841发出用于算出S E M轮廓线的指示，曝光模拟器841从掩模边缘算出晶片上的S E M轮廓线(S402)。将该预测的S E M轮廓线称为预测S E M轮廓线(图7A所示的符号703)。
[0073]需要说明的是，对于通过曝光模拟得到的预测S E M轮廓线的具体例，在公知文献 2 的图 7 以及公知文献 5 (1.Kusnadi, e t al., “Contour-based self-align ingcalibration of O P C models，” Proceedings of S P I E，Vol.7638，76382M1-8，2010.)的图1中示出。
[0074]需要说明的是，在第一次的处理中，可一律将取样的S E M轮廓线输入所述曝光模拟器841。此时，S E M轮廓线的预测精度低，是不完全的模拟结果。在后述的处理中，是用于提高该预测精度的处理，将差异与预测S E M轮廓线大的S E M轮廓线的二维位置坐标顺次作为取样点追加。
[0075]另外，也可以使用公知文献6(高木干雄等，“新编图像解析手册”东京大学出版会，’2004.)第6章所记载的基于区分近似函数的曲线近似手法，通过对取样的S E M轮廓线进行函数近似，从而算出预测S E M轮廓线，代替曝光模拟器所输出的预测S E M轮廓线。
[0076]而且，运算单元801 (形状分类程序822)对构成S E M轮廓线以及预测S E M轮廓线的曲线(包括直线)，分类成一维形状部(直线部:图5502)和二维形状部(拐角部:图5A所示的符号503，E O L:图5504) (S403)。对于该分类处理的具体内容，后述。
[0077]接着，运算单元801 (取样程序823)对应于S E M轮廓线的形状的种类，进行S EM轮廓线的取样(S404)。具体地说，运算单元801 (取样程序823)在进行属于一维形状部的S E M轮廓线的取样时，实施后述的“(一维形状部的S E M轮廓线取样处理)”。其结果是，如图5B左部所示，直线部502的S E M轮廓线如图5B右部的符号505那样被取样。
[0078]另外，运算单元801 (取样程序823)在进行属于二维形状部的S E M轮廓线的取样时，实施后述的“(二维形状部的S E M轮廓线取样处理)”。其结果是，如图5C左部所示，拐角部503的S E M轮廓线如图5C右部的符号506那样被取样。进而，如图左部所示，E O L部504的S E M轮廓线如图右部的符号507那样被取样。
[0079]而且，运算单元801反复执行从S402到S404，直到满足用户所允许的取样误差。需要说明的是，在计算时间受限的情况下，不进行反复处理，结束处理。此时，相比于以一样的间隔进行S E M轮廓线的取样，O P C model calibration的精度提高。
[0080]以上，如说明的那样，在本发明中，执行图4的处理，进行S E M轮廓线的取样。
[0081](图案测量装置的构成)
[0082]对执行本专利的实施方式中的处理的图案测量装置的构成，结合图8进行说明。
[0083]如图8所示，图案测量装置800具有运算单元801、主存储装置810、网络适配器802、辅助存储装置803、输入装置804、以及输出装置805。图案测量装置800以可经网络850从C D-S E M840接收C D数据830以及图像数据831的方式连接于C D-S E M840。另夕卜，图案测量装置800以可经网络850从曝光模拟器841接收预测S E M轮廓线数据834的方式连接于曝光模拟器841。辅助存储装置803由H D D (Hard D isk Drive)、S S D (SolidState Drive)等构成。输入装置804由跟踪球、键盘、扫描仪、B D-R E D(BI u-ray DiscRecordable Drive [Blu-ray为注册商标])等构成。输出装置805由显不器、打印机、B D-RE D等构成。
[0084]运算单元801是电脑的C P U (Central Processi ngUnit),通过执行在由DRAM (Dynamic Rand om Access Memory)构成的主存储装置810中展开的程序,从而实现各种功能。
[0085]在主存储装置810中存储S E M轮廓线提取程序821、形状分类程序822、取样程序823。另外，存储于主存储装置810的数据是C D数据830、图像数据831、掩模边缘数据832、S E M轮廓线数据833、预测S E M轮廓线数据834、取样完成S E M轮廓线数据835。需要说明的是，在主存储装置810与辅助存储装置803之间，为了保持程序以及数据的一贯性进行发送接收，存储各种程序以及数据。
[0086]在主存储装置810中存储的上述的各程序实现S E M轮廓线提取部、形状分类部、取样部的各功能，这些软件程序例如为包括上述各部在内的模块结构，作为实际的硬件，CP U等控制部从H D D等记录装置读取这些软件程序并执行，由此将上述各部加载于主存储装置上，在主存储装置上生成S E M轮廓线提取部、形状分类部、取样部的各部。
[0087]另外，上述的软件程序还可以以可安装形式或可执行形式的文件，记录于C D-R OΜ、软盘(F D)、C D-R、D V D (Digital Versatile Disc)等可由电脑读取的记录介质上而提供。进而，还可以构成为可经由网络下载这些软件程序而提供或配置。
[0088]SEM轮廓线提取程序821执行图4的步骤S401。SEM轮廓线提取程序821在图4所示的S401的处理中，从C D-S E M840经网络850取得C D数据830以及图像数据831，将取得的这些数据储存在辅助存储装置803中。需要说明的是，图像数据831由坐标位置以及该坐标位置处的辉度值表示，在步骤S401执行时，从辅助存储装置803被复制到主存储装置810。然后，S E M轮廓线提取程序821执行S E M轮廓线提取处理，生成S EM轮廓线数据833，并存储在主存储装置810或辅助存储装置803中。
[0089]在图4的步骤S402中，根据来自S E M轮廓线提取程序621的指示，操作曝光模拟器841。曝光模拟器841读出预先在辅助存储装置803中存储的掩模边缘数据832以及C D数据830并将其复制到主存储装置810，执行从掩模边缘数据832模拟预测S E M轮廓线数据834的处理。
[0090]需要说明的是，当取样完成S E M轮廓线数据835存在于主存储装置810或者辅助存储装置803时，还可以用于曝光模拟的精度提高。
[0091]而且最后，S E M轮廓线提取程序621将预测S E M轮廓线数据834存储于主存储装置303或辅助存储装置603。
[0092]取样程序823执行图4的步骤S404。取样程序823使用SEM轮廓线数据831与预测S E M轮廓线834，执行取样处理，生成取样完成S E M轮廓线数据835，并将其存储于主存储装置810和辅助存储装置803。对于取样程序823所进行的具体的处理，结合图9A、9B后述。
[0093](轮廓线的分类)
[0094]首先，具体地说明对构成S E M轮廓线以及预测S E M轮廓线的曲线(包括直线在内)，分类为一维形状部(直线部:图5B所示的符号502)与二维形状部(拐角部:图5C所不的符号503和E O L:图所不的符号504)的处理。
[0095]首先，形状分类程序822将掩模边缘(图6A所示的符号105)分解.分类为一维形状部(直线部:图6B所示的符号802)和二维形状部(拐角部:图6B所示的符号801和E O L:图6B所示的符号803)。此时，可采用公知文献4所记载的手法，也可以由装置使用者预先较细地指定区间。
[0096]最后，如图6C所示，求出掩模边缘与S E M轮廓线的对应关系(将该处理以后称为映射处理)。所谓所述映射处理，是指求出构成掩模边缘的曲线所存在的区间和与之对应的S E M轮廓线的区间的对应关系的处理。
[0097]此时，可采用公知文献4所记载的手法，也可采用I C P(Iter ative ClosestPoint)法或日本特开2006-351888号公报所公开的方法，由此求出对应关系，由此指定一维形状部和二维形状部的区间。
[0098]另外，所述映射处理，对于预测S E M轮廓线(图7A所示的符号703)，也以同样顺序实施一维形状部和二维形状部的区间的指定。
[0099]需要说明的是，作为应注意的事项，可使S E M轮廓线的全部区间为单一的基本形状。例如，在电路图案中，在接触孔或通孔的情况下，其形状是圆或椭圆，所以将全部区间作为拐角而进行取样。[0100]另外，装置使用者可以对S E M轮廓线与预测S E M轮廓线预先指定一维形状部(直线部:图5B所示的符号502)与二维形状部(拐角部:图5C所示的符号503和E O L:图所示的符号504)的区间。此时，可以省略上述的对于轮廓线的分类的处理。
[0101](SE M轮廓线取样处理)
[0102]接着，结合图9A、9B，对S E M轮廓线取样进行详细说明。首先，从一维形状部(图5B所示的符号502)的取样处理开始说明。
[0103](一维形状部的S E M轮廓线取样处理)
[0104]首先，在S901中，取样程序823每隔基本取样间隔din m，一样地对S E M轮廓线取样。需要说明的是，虽然不进行该处理也可以，但此时，在预先指定的允许误差的范围内实施取样。
[0105]然后，在S902中，取样程序823算出一维形状部中的S E M轮廓线与预测S E M轮廓线的误差。一维形状部中的误差是以晶片上的S E M轮廓线(图7B所示的符号704)与预测S E M轮廓线(图7A所示的符号703)的欧几里德距离给予的。此时，距离的计算方法采用以下6种((i)?(vi))中的任一种。
[0106](i)若结合图10AU0B进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线1001上的任意I点(图1OB所示的符号1006)为基准，求出相对于掩模边缘802的法线(图1OB所示的符号1005)平行的线(图1OB所示的符号1004)与S E M轮廓线502相交的I点(图1OB所示的符号1003)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0107](ii)若结合图10AU0C进行说明，取样程序823以S E M轮廓线502上的任意I点(图1OC所示的符号1008)为基准，求出相对于掩模边缘802的法线(图1OC所示的符号1005)平行的线(图1OC所示的符号1009)与预测S E M轮廓线1001相交的I点(图1OC所示的符号1007)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0108](iii)若结合图10AU0D进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线1001上的任意I点(图1OD所示的符号1010)为基准，求出该点处的预测S E M轮廓线502的法线(图1OD所示的符号1012)与S E M轮廓线502相交的I点(图1OD所示的符号1011)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0109](iv)若结合图10AU0E进行说明，取样程序823以S E M轮廓线502上的任意I点(图1OE所示的符号1014)为基准，求出该点处的S E M轮廓线502的法线(图1OE所示的符号1015)与预测S E M轮廓线1001相交的I点(图1OE所示的符号1013)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0110](V)若结合图10AU0F进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线1001上的任意I点(图1OF所示的符号1016)为基准，算出到S E M轮廓线502为止的欧几里德距离为最小的S E M轮廓线502上的I点(图1OF所示的符号1017)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0111](vi)若结合图10A、IOG进行说明，取样程序823以S E M轮廓线502上的任意I点(图1OG所示的符号1020)为基准，算出到预测S E M轮廓线1001为止的欧几里德距离为最小的预测S E M轮廓线502上的I点(图1OG所示的符号1019)，算出这2点间的欧几
里德距离。
[0112]需要说明的是，C D-g a p的降低程度最大的，是根据(i)的距离的算出方法。尤其，在采用公知文献4的手法算出S E M轮廓线时，由于掩模边缘的法线方向与2次电子分布的取得方向一致，所以可以得到将C D-g a P抑制得较低的取样结果。
[0113]另外，如公知文献5的图1所图示那样，要留意的是，是以预测S E M轮廓线上的点为基准，还是以S E M轮廓线上的点为基准，将导致存在算出的误差不同的情况。
[0114]需要说明的是，虽然是不言自明的，但应注意S E M轮廓线与预测S E M轮廓线之间的误差是遍及S E M轮廓线的全域而算出的。
[0115]需要说明的是，在遍及S E M轮廓线的全域算出S E M轮廓线和预测S E M轮廓线之间的误差时，从作为基准的一侧的轮廓线选出基准点的间隔是比基本取样间隔din m足够密的间隔(例如，dl / IOOn m程度)。
[0116]最后，在S903中，取样程序823在构成由所述步骤S902得到的S E M轮廓线的各点之中，将比一维直线部形状部的允许误差el大的点追加到取样点。
[0117]此时，在所述(i)、(iii)、(v)的情况下，基准是预测S E M轮廓线1001上的点，所以求出的S E M轮廓线502上的对应点(图1OB所示的符号1003、图1OD所示的符号1011、图1OF所示的符号1017)为取样点。
[0118]另外，在所述(ii)、(iv)、(vi)的情况下，基准是S E M轮廓线502上的点，所以该基准点(图1OC所示的符号1008、图1OE所示的符号1014、图1OG所示的符号1020)就直接成为取样点。
[0119]不管哪个手法，S E M轮廓线上的取样点的位置坐标具有实数的分辨率。
[0120]( 二维形状部的S E M轮廓线取样处理)
[0121]接着，对二维形状部的取样处理进行说明。在S904中，每隔基本取样间隔d2n m,一样地对S E M轮廓线进行取样。需要说明的是，也可以跳过该步骤。此时，与一维形状部的S E M轮廓线取样处理的情况同样，在允许误差的范围内实施取样。
[0122]在S905中，取样程序823算出二维形状部中的S E M轮廓线与预测S E M轮廓线的误差。二维形状部中的误差是以晶片上的S E M轮廓线(图7B所示的符号704)与预测S E M轮廓线(图7A所示的符号703)的欧几里德距离给予的。此时，距离的计算方法与一维形状部的S E M轮廓线取样处理的情况同样，采用以下6种((i)?(vi))中的任一种。需要说明的是，结合图1lA?11G，以E O L部为例进行说明，但对拐角部也同样进行处理。
[0123](i)若结合图11Α、11Β进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线504上的任意I点(图1lB所示的符号1102)为基准，求出相对于掩模边缘801的法线(图1lB所示的符号1102)平行的线(图1lB所示的符号1103)与S E M轮廓线1101相交的I点(图1lB所示的符号1104)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0124](ii)若结合图1 IAUlC进行说明，取样程序823以S E M轮廓线1101上的任意I点(图1lC所示的符号1105)为基准，求出与掩模边缘801的法线方向(图1lC所示的符号1102)平行的线(图1lC所示的符号1106)与预测S E M轮廓线504相交的I点(图1lC所示的符号1107)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0125](iii)若结合图1lAUlD进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线504上的任意I点(图1lD所示的符号1108)为基准，求出该点处的预测S E M轮廓线504的法线(图1lD所示的符号1109)与S E M轮廓线1101相交的I点(图1lD所示的符号1110)，算出这2点间的欧几里德距离。[0126](i V)若结合图1 ΙΑ、IIE进行说明，取样程序823以S E M轮廓线1101上的任意I点(图1lE所示的符号1111)为基准，求出该点处的S E M轮廓线1101的法线(图1lE所示的符号1112)与预测S E M轮廓线504相交的I点(图1lE所示的符号1113)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0127](V)若结合图1lAUlF进行说明，取样程序823以预测S E M轮廓线504上的任意I点(图1lF所示的符号1114)为基准，算出该点的到S E M轮廓线1101为止的欧几里德距离为最小的S E M轮廓线1101上的I点(图1lF所示的符号1116)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0128](V i)若结合图1lAUlG进行说明，取样程序823以S E M轮廓线1101上的任意I点(图1lG所示的符号1117)为基准，算出该点的到预测S E M轮廓线504为止的欧几里德距离为最小的预测S E M轮廓线504上的I点(图1lG所示的符号1119)，算出这2点间的欧几里德距离。
[0129]在此，在二维形状部是E O L的情况下，与一维形状部的情况同样，C D-g a p的降低程度最大的，是基于⑴的距离的算出方法。尤其，在采用公知文献4的手法算出S EM轮廓线时，由于掩模边缘的法线方向与2次电子分布的取得方向一致，所以对于E O L部，可以得到将C D-g a P抑制得较低的取样结果。
[0130]最后，取样程序823在S906中，在构成由所述步骤S905得到的S E M轮廓线的各点之中，将比二维形状部的允许误差e2大的点追加到取样点。需要说明的是，对于拐角部和E O L部，可以各自独立定义基本取样间隔与允许误差。
[0131]另外，如公知文献5的图1所图示那样，要留意的是，是以预测S E M轮廓线上的点为基准，还是以S E M轮廓线上的点为基准，将导致存在算出的误差不同的情况。
[0132]需要说明的是，虽然是不言自明的，但应注意S E M轮廓线与预测S E M轮廓线之间的误差是遍及S E M轮廓线的全域而算出的。
[0133]需要说明的是，在遍及S E M轮廓线的全域算出S E M轮廓线和预测S E M轮廓线之间的误差时，从作为基准的一侧的轮廓线选出基准点的间隔是比基本取样间隔d2n m足够密的间隔(例如，d2 / IOOn m程度)。
[0134]此时，在所述(i)、(iii)、(V)的情况下，由于基准是预测S E M轮廓线上的点，所以求出的S E M轮廓线上的对应点(图1lB所示的符号1104、图1lD所示的符号1110、图1lF所不的符号1116)为取样点。
[0135]另外，在所述(ii)、(iv)、(vi)的情况下，由于基准是S E M轮廓线上的点，因此该基准点(图1lC所示的符号1105、图1lE所示的符号1111、图1lG所示的符号1117)直接成为取样点。
[0136]不管哪个手法，S E M轮廓线上的取样点的位置坐标具有实数的分辨率。
[0137]如此，主存储装置810存储半导体的电路图案的掩模边缘数据以及拍摄了电路图案的图像数据，S E M轮廓线提取部(S E M轮廓线提取程序821)以图像数据作为输入提取电路图案的S E M(Scanning E lectron Microscope)轮廓线,基于所述掩模边缘数据与提取的S E M轮廓线的数据(S E M轮廓线数据)，在曝光模拟器841生成预测S E M轮廓线的数据(预测S E M轮廓线数据)，形状分类部(形状分类程序822)以掩模边缘数据、S EM轮廓线数据、和预测轮廓线数据作为输入，将S E M轮廓线数据以及预测S E M轮廓线数据分类为一维形状的轮廓线和二维形状的轮廓线，S E M轮廓线取样部(S E M轮廓线取样程序823)以S E M轮廓线数据与预测S E M轮廓线数据作为输入，对应于一维形状以及二维形状的种类，进行S E M轮廓线数据的取样，因此,在削减O P C model calibration所需的计算时间的同时，能够使其精度提高。
[0138]符号说明
[0139]800图案测量装置
[0140]801运算单元
[0141]802网络适配器
[0142]803辅助存储装置
[0143]804输入装置
[0144]805输出装置
[0145]810主存储装置
[0146]821 S E M轮廓线提取程序
[0147]822形状分类程序
[0148]823取样程序
[0149]830 C D 数据
[0150]831图像数据
[0151]832掩模边缘数据
[0152]833 S E M轮廓线数据
[0153]834预测S E M轮廓线数据
[0154]835取样完成S E M轮廓线数据
[0155]840 CD-SEM
[0156]841曝光模拟器
[0157]850 网络。
【权利要求】
1.一种图案测量装置，其特征在于，具备: 存储部，其存储半导体的电路图案的掩模边缘数据、以及拍摄了所述电路图案的图像数据； S E M轮廓线提取部，其以所述图像数据作为输入而提取所述电路图案的S EM(Scanning Electron Microscope)轮廓线,基于所述掩模边缘数据与提取的所述S E M轮廓线的数据(S E M轮廓线数据)，在曝光模拟部生成预测S E M轮廓线的数据(预测S EM轮廓线数据)； 形状分类部，其以所述掩模边缘数据、所述S E M轮廓线数据、和所述预测轮廓线数据作为输入，将所述S E M轮廓线数据以及所述预测S E M轮廓线数据分类为一维形状的轮廓线与二维形状的轮廓线；以及 S E M轮廓线取样部，其以所述S E M轮廓线数据和所述预测S E M轮廓线数据作为输入，对应于所述一维形状以及所述二维形状的种类，进行所述S E M轮廓线数据的取样。
2.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线提取部从所述电路图案提取所述S E M轮廓线与根据S E M的测定值取得的轮廓线之差即C D(Critical dimension)间隙得到抑制的轮廓线。
3.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述预测S E M轮廓线上的既定点为基准，求出相对于所述掩模边缘数据的法线平行的线与所述S E M轮廓线相交的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
4.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述S E M轮廓线上的既定点为基准，求出与所述掩模边缘数据的法线方向平行的线与所述预测S E M轮廓线相交的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
5.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述预测S E M轮廓线上的既定点为基准，求出所述既定点处的预测S E M轮廓线的法线与所述S E M轮廓线相交的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
6.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述S E M轮廓线上的既定点为基准，求出所述既定点处的S E M轮廓线的法线与所述预测S E M轮廓线相交的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
7.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述预测S E M轮廓线上的既定点为基准，算出所述既定点的到S E M轮廓线为止的欧几里德距离为最小的S E M轮廓线上的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
8.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述S E M轮廓线取样部以位于所述S E M轮廓线上的既定点为基准，算出所述既定点的到预测S E M轮廓线为止的欧几里德距离为最小的预测S E M轮廓线的点，算出这2点间的欧几里德距离，由此进行所述S E M轮廓线数据的取样。
9.如权利要求1所述的图案测量装置，其特征在于， 所述一维形状的轮廓线至少包括直线部，所述二维形状的轮廓线至少包括拐角部以及E O L(End-Of-Line)0
10.一种图案测量方法，其特征在于，包括: 以拍摄了半导体的电路图案的图像数据为输入，提取所述电路图案的S E M轮廓线的提取步骤； 基于所述半导体的电路图案的掩模边缘数据与提取的所述S E M轮廓线的数据(S EM轮廓线数据)，在曝光模拟部生成预测S E M轮廓线的数据(预测S E M轮廓线数据)的生成步骤； 以所述掩模边缘数据、所述S E M轮廓线数据、和所述预测轮廓线数据作为输入，将所述S E M轮廓线数据以及所述预测S E M轮廓线数据分类为一维形状的轮廓线与二维形状的轮廓线的形状分类步骤；以及 以所述S E M轮廓线数据和所述预测S E M轮廓线数据作为输入，对应于所述一维形状以及所述二维形状的种类，进行所述S E M轮廓线数据的取样的S E M轮廓线取样步骤。
11.如权利要求10所述的图案测量方法，其特征在于， 在所述提取步骤中，从 所述电路图案提取所述S E M轮廓线与根据S E M的测定值取得的轮廓线之差即C D间隙得到抑制的轮廓线。
【文档编号】G01N23/225GK103703341SQ201280034653
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2012年3月23日 优先权日:2011年9月8日
【发明者】柴原琢磨, 及川道雄, 北条穣, 菅原仁志, 新藤博之 申请人:株式会社日立高新技术