专利名称：半导体图形形状评价装置及形状评价方法
技术领域：
本发明涉及在用半导体制造工艺把所希望的形状的图形形成在晶片上的方法和装置中，适用于该方法和装置所使用的多种信息的管理方法的有效技术。特别是在作为半导体制造工艺的重要工序的形成图形的形状评价中，必须使用测长扫描型电子显微镜(Critical-Dimension Scanning ElectronMicroscopeCD-SEM)来生成拍摄试样上的任意位置所必需的拍摄方案，此时也使用多种信息(图形配置的设计数据、计测点的信息、计测条件信息等)。本发明包含有关这些信息的管理方法的内容。
背景技术：
例如，在把图形形成在半导体晶片上时，所采用的方法是，先在半导体晶片上涂敷叫做光刻胶的涂敷材料，再把图形曝光用掩膜(标线片)重叠在光刻胶上，然后从其上方用曝光装置照射可见光、紫外线或电子束，使光刻胶感光而形成所希望的图形。
使用电子束描绘装置根据图形的设计数据(下称图形设计数据)把图形绘制在曝光用掩膜上，由此来制作所述曝光用掩膜(标线片)。描绘图形前的掩膜原版叫做空白掩膜，大多是在玻璃基板上形成金属或其氧化物、氮化物的定向薄膜。为了在空白掩膜上生成图形，例如通过涂敷把光刻胶膜生成在空白掩膜上，并进行电子束曝光。
所述图形设计数据，是用EDA工具根据实现所希望的动作的选通电平的逻辑电路设计数据，在LSI芯片内配置构成选通电平的逻辑电路的单元再设计连接其间的布线的数据。在用电子束描绘装置把图形形成在空白掩膜上时，预先用所述图形设计数据、电子束描绘装置条件和电子绘制模拟的结果数据，生成掩膜描绘用的图形设计数据(下称掩膜设计数据)。然后，用掩膜检查装置检查，根据掩膜设计数据用电子束描绘装置在曝光用掩膜上形成的图形的图形形成状态是否是在掩膜设计的容许范围内，如果是在容许范围内，就转移到下一道工序即曝光工序，如果是在容许范围外，就要进行电子束描绘装置的调整或掩膜设计数据的修正。
接着，像上述那样用曝光装置在半导体晶片上形成的图形，通过照射的可视光线、紫外线或电子束的强度和颈缩，改变图形的倾斜部分的倾角或形状，所以，为了形成高精度的布线图形，必须计测并检查图形的作出质量。以往，广泛地把CD-SEM用于这种检查。把要检查的半导体图形上的危险地方作为计测点，用SD-SEM进行观察，再从其观察图像计算出图形的布线宽、或者与图形设计数据的形状的不同等各种数据，根据这些计测数据来验证形成图形。在大批量生产过程中，通过监视计测数据来监视生产过程的变动。在所述计测点，例如用器件/过程模拟来算出存在形成图形的形状变化并且这种变化对芯片性能影响大的地方，将其作为计测点数据保存起来。在检查时根据该计测点数据生成拍摄方案。
为了像上述那样在晶片上形成所希望的图形，必须检查(1)图形设计、(2)用半导体制造装置的图形形成、(3)半导体制造装置形成的图形做成质量，在各工序中必须根据各工序的需要利用各种数据(例如逻辑电路设计数据、图形设计数据、掩膜设计数据、掩膜拍摄方案、掩膜拍摄结果、光刻胶图形拍摄方案、光刻胶图形拍摄结果等)。在各工序的处理所利用的数据中，有各处理中最低限度必要的数据和通过利用它可生成更稳定的拍摄方案的数据，并且从保有的数据中选用各数据。但是，以往，大多数的情况是并未能取得各数据的整合(坐标系、标度等的整合)，还是在不能相互参照的状态下分别管理各数据。因此，必须在数据之间插入将各数据变换为适当格式的模块或者由操作人员手动输入必要的数据，这就成为降低半导体图形设计周期的生产率的一个原因。
可是，在上述的现有技术中，在评价图形设计、图形形成和图形做成质量的各工序中，必须组合利用在半导体图形设计工序的设计、计测、评价的各步骤所生成的多种数据，而存在这样的问题，即各工序中要求操作人员诸如从各种步骤所保存的数据内选择必要的数据，且在数据之间要进行整合，还要进行各工序的输入等处理。
另外，如上所述，晶片上的形成图形的形状，存在时间变动的可能性，这种情况下，如果用同一拍摄方案进行计测，自动计测就会失败。
发明内容
因此，本发明是这样一种半导体制造技术，即不需要以往所必需的与各工序相配的数据变换，而且能够把保有的数据统一管理起来，应用于各工序的数据就能够容易地从保有数据中选择有效的数据。
另外，本发明是这样一种半导体制造技术，亦即即使在晶片上的形成图形的形状存在时间变动的情况下，也可以根据时间序列数据进行拍摄方案的修正，能够生成可稳定计测的拍摄方案。
从说明书的记述和附图可以使本发明的上述和新的特征更加清楚。
以下简单说明本申请中所公开的发明中的有代表性的发明概要。
本发明的半导体图形形状评价装置，是一种使用扫描型电子显微镜的形状评价装置，该装置设置有存储记载了半导体图形的配置信息的CAD图形设计数据和图形设计中用的多种数据的数据库、统一管理存储在数据库内的多种数据的数据处理单元、为由数据处理单元进行统一管理而使多种数据间的坐标系对应起来的对应单元、从数据库中任意选择多种数据的一部分或全部的选择单元和利用由选择单元选出来的数据生成用来在扫描型电子显微镜中观察半导体图形的拍摄方案的生成单元。本发明的半导体图形形状评价方法，包括如下步骤把记载了半导体图形的配置信息的CAD图形设计数据和图形设计中用的多种数据存储在数据库中；由数据处理单元统一管理存储在数据库内的多种数据；由对应单元使多种数据间的坐标系对应起来，以便由数据处理单元进行统一管理；由选择单元从数据库中任意选择多种数据的一部分或全部；利用由选择单元选出来的数据，由生成单元生成用来在扫描型电子显微镜中观察半导体图形的拍摄方案。
由本申请中所公开的发明中的有代表性的发明所得到的效果简单说明如下。
按照本发明，由于使在评价图形设计、图形形成和图形做成质量的各工序中所利用的多种数据的坐标系相对应，所以可以不需要以往所必需的与各工序相配的数据变换，而且能够把保有数据统一管理起来，所以各工序利用的数据就能够容易地从保有数据中选择有效的数据。因此，能够缩短半导体图形形成周期时间，从而可以提高半导体制造效率。
另外，按照本发明，由于按时间序列来管理多种数据，所以在形成图形的形状有时间变动的情况下，可以根据时间序列数据进行拍摄方案的修正，从而能够生成可稳定计测的拍摄方案。
通过参照附图对本发明的优选实施例的具体说明，将使本发明的这些和另外的目的、特征和优点更加明确。
图1(a)是实现本发明的一种实施方式的半导体图形形状评价方法的系统的一个示例图，特别详细地示出包含测长SEM的系统的构成；图1(b)是从半导体晶片上放射出的电子的状态的示意图；图1(c)是将用电子束照射而从半导体晶片上放射出的电子的信号量图像化的方法的示图；图2是多种数据利用的处理顺序的示图；图3是拍摄顺序的示图；图4是低倍率下的各模板拍摄位置的示例图；图5(a)是用来实现半导体图形形状评价方法的系统构成的一个示例图；图5(b)是用来实现半导体图形形状评价方法的系统构成的其他示例图；图5(c)是用来实现半导体图形形状评价方法的系统构成的另外的示例图；图6(a)是把逻辑电路设计数据作为进行统管的多种数据(工序间的多种数据)之一例的示图；图6(b)是把图形设计数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(c)是把post-OPC数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(d)是把掩膜设计数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(e)是把实掩膜计量数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(f)是把实图形设计数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(g)是把电子束描绘模拟结果数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图6(h)是把过程模拟数据作为进行统一管理的多种数据之一例的示图；图7(a)是图形设计数据的说明图；图7(b)是把寻址点(AP)作为进行统一管理的模板数据之一例的示图；图7(c)是把聚焦点(FP)作为进行统一管理的模板数据之一例的示图；图7(d)是把瑕疵点(SP)作为进行统一管理的模板数据之一例的示图；图7(e)是把亮度和对比度点(BP)作为进行统一管理的模板数据之一例的示图；图7(f)是把计测点(EP)作为进行统一管理的模板数据之一例的示图；图8(a)是记录了必须计测形成了图形的做成质量的地方的计测点(危险处)数据的示图；图8(b)是在模板选定处理中算出的各模板选定指标值数据的示图；图8(c)是保存了由模板选定处理得到的各模板的坐标和尺寸的选定模板数据的示图；图8(d)是保存了依据拍摄方案得到的SEM图像和拍摄条件的各模板拍摄数据的示图；图8(e)是保存了进行过EP拍摄时所得到的SEM图像及其拍摄条件和评价数据的计测点拍摄数据的示图；图8(f)是作为进行图形形成的各工序中的条件数据的工艺条件数据的示图；图8(g)是掩膜数据的示图；图8(h)是作为计测中所使用的装置固有的数据的计测装置数据的示图；图8(i)是在过去的计测中保存了符合朝EP的位置成功的模板和失败的模板的坐标和尺寸的各模板成否数据的示图；图9(a)是多种数据的坐标链系的概要的说明图，表示多种数据的统一管理方法之一例；图9(b)是重叠显示的一个示例图；图10是变换多种数据的各坐标的方法的示图；图11是利用了按时间序列保存的数据的拍摄方案生成方法的一个示例图；图12(a)是寻址偏移量的示图；图12(b)是表示计测SEM的束移动量发生了变化的状态的模板数据；图12(c)是表示X方向和Y方向的寻址偏移量的时间序列的变化的曲线图；图13(a)是被登录在拍摄方案中的模板的示图；图13(b)是按时间序列保存了被登录在拍摄方案中的SEM图像的时间序列数据；图14是多种数据的管理方法中的多种数据的连接构成(绝对坐标系)的一个示例图；图15是多种数据的连接构成(绝对坐标系)中的数据结构的一个示例图；图16是多种数据的管理方法中的多种数据的连接构成(相对坐标系)的一个示例图；图17是多种数据的连接构成(相对坐标系)中的数据结构的一个示例图；图18是拍摄方案自动生成的处理流程的一个示例图；图19(a)是利用过程模拟结果数据生成拍摄方案的一个示例图；图19(b)是在利用过程模拟结果数据生成拍摄方案的一例中变动工艺条件而形成的图形的形状不稳定例的示图；图19(c)是在利用过程模拟结果数据来生成拍摄方案的一例中变动工艺条件而形成的图形的形状较稳定例的示图；图20(a)是仅有一层配置数据的情况的示图；图20(b)是有多层配置数据的情况的示图；图20(c)是在图形设计数据上附加了掩膜信息(冲压保留信息)的数据的示图；图20(d)是附加了用工艺条件形成的图形的材料的不同的数据的示图；图20(e)是计算出用过程模拟形成的图形形状的数据的示图；图20(f)是根据过程模拟算出的数据进一步用电子束模拟算出的SEM图像的模拟结果数据的示图；图21是关于选择显示多种数据管理的多种数据的GUI的示图；
图22是关于监视时间序列数据的输出数据的GUI的示图；图23(a)是重叠显示的GUI的一个示例图；图23(b)是在图形上重叠显示形成图形的功能的种类的一个示例图。
具体实施例方式
以下根据附图详细说明本发明的实施方式，在用来说明实施方式的全部附图中，原则上对于同一部件标注同一符号，并且省略其重复的说明。
下面把形成图形的半导体晶片(或者也简称为晶片)作为使用测长SEM的形状评价对象的试样，以此为例进行说明，但是，并不限定于此。
(测长SEM的构成图1)图1是实现本发明的一种实施方式的半导体图形形状评价方法的系统的一个示例图，(a)是有关测长SEM的特别详细的示图；(b)、(c)是将从半导体晶片上放射出的电子的信号量图像化的方法的示图。
在图1(a)中，所说明的是取得试样的二次电子像(Secondary ElectronSE像)或反射电子像(Backscattered ElectronBSE像)的测长SEM的构成。这里，把SE像和BSE像统称为SEM图像。而且，这里所取得的图像，包含从垂直方向观察测定对象的俯视图像或从任意倾角方向观察的倾斜图像的一部分或全部。
测长SEM具有将电子束照射作为试样的半导体晶片101的电子光学系统102，该电子光学系统102中，设置有电子枪103、电容式透镜105、偏向器106、ExB偏光器107、物镜108、二次电子检测器109、反射电子检测器110、111、试样台117等。在该电子光学系统102外部连接着A/D变换器112～114、试样台控制器119和偏转控制器120；还连接着处理控制器115、显示器116、存储装置123、拍摄方案作成部125、显示器126和存储装置127等。
电子枪103产生电子束104，偏向器106和物镜108控制电子束的照射位置和颈缩，以便将电子束104照射并聚焦于放置在试样台117上的半导体晶片101上的任意位置处。从被照射了电子束的半导体晶片101上放射出二次电子和反射电子，用二次电子检测器109检测二次电子。另一方面，用反射电子检测器110、111检测反射电子，反射电子检测器110、111被配置在互不相同的方向上。由二次电子检测器109和反射电子检测器110、111检测到的二次电子和反射电子被A/D变换器112、113、114变换成数字信号之后，存储在图像存储器122中，再由CPU121根据目的进行图像处理。
图1(b)、(c)表示的是在半导体晶片上扫描照射电子束时，将从半导体晶片上放射出的电子的信号量图像化的方法。如图1(b)所示，沿x、y方向按201～203或204～206那样扫描照射电子束，变更电子束的偏转方向就可以使扫描方向变化。分别用G1～G3来表示照射沿x方向扫描的电子束201～203的半导体晶片上的场所，同样，分别用G4～G6来表示照射沿y方向扫描的电子束204～206的半导体晶片上的场所。在所述G1～G6中，放射出来的电子的信号量分别成为图1(c)所示的图像209中的像素H1～H6的亮度值(G、H中的右下缀数字1～6相互对应)，208是表示图像上的x、y方向的坐标系。
图1(a)中的115是由计算机系统构成的处理·控制部，为了根据拍摄方案拍摄AP或FP或SP或EP，进行对试样台控制器119或偏转控制部120发送控制信号，或者对半导体晶片101上的观察对象进行各种图像处理等处理·控制。处理·控制部115与显示器116相连接，具备对用户显示图像等的GUI(Graphic User Interface)。117是XY试样台，使半导体晶片101移动，从而可进行所述半导体晶片的任意位置的图像拍摄。把由试样台117变更观察位置叫做试样台移位，而将由偏向器106使电子束偏转来变更观察位置叫做束位移。
用图1表示了具备两个反射电子像的检测器的实施方式，但是也可以增减所述反射电子像的检测器的数量。也可以把前面所述的处理·控制部115的计算机系统中的处理·控制的一部分或全部，分配给不同的多台处理终端进行处理·控制。
作为用图1所示的装置得到从任意倾角观察测定对象的倾斜图像的方法，有(1)用电子光学系统偏转照射的电子束，并使电子束的照射角度倾斜来拍摄倾斜图像的方式(例如特开2000-348658号)；(2)使移动半导体晶片的试样台117本身倾斜的方式(图1中试样台117按倾角118倾斜)；(3)使电子光学系统本身机械式倾斜的方式等。
(光刻胶图形形成的流程图2)
图2是在各半导体工序利用本实施方式中统一管理的多种数据的处理中多种数据利用的处理顺序的示图，后述多种数据的细节。
用虚线围起来的地方，表示在晶片上形成光刻胶图形之前的半导体制造的各工序以及计测流程。处理的大流程如下。后面描述各工序内的细节。首先，用EDA工具根据LSI设计指标330进行图形设计(306)；然后，根据设计的图形进行曝光用掩膜的生成(307)；再用所生成的所述曝光用掩膜进行曝光·显影，从而在晶片上形成光刻胶图形(308)。
在图形设计工序(306)，用EDA工具根据LSI设计指标作成选通电平的逻辑电路设计数据331，根据所作成的逻辑电路设计数据331作成设计了配置在LSI内的单元以及连接单元的布线的配置的图形设计数据(350)。
在曝光用掩膜的生成工序(307)，用电子束描绘模拟器根据所述图形设计数据作成掩膜描绘用图形(351)；然后，用电子束描绘装置根据所作成的掩膜描绘用图形作成曝光用掩膜(352)。用掩膜检查装置计测所作成的曝光用掩膜(353)；评价曝光用掩膜是否在掩膜描绘用图形的设计范围内(354)，如果在设计范围内，进到后面工序的曝光·显影工序(308)，如果在设计范围以外，反馈(362)到曝光掩膜图形设计(351)，进行掩膜设计数据的修正，或者反馈(372)到用电子束描绘装置进行的曝光用掩膜作成(352)，进行装置条件的调整，或者反馈(371)到图形设计工序(306)，进行设计图形的修正。
在曝光·显影工序(308)，根据所述曝光用掩膜对涂敷在晶片上的光刻胶进行曝光和显影(355)，在晶片上形成光刻胶图形。用检查装置计测所形成的光刻胶图形(356)，进行光刻胶图形的形状评价(357)。如果所形成的光刻胶图形在设计范围之内，进到后面工序的蚀刻工序(358)，如果所形成的光刻胶图形在设计范围之外，反馈(363)到曝光·显影工序(355)，进行工序条件的变更，或者反馈(370)到曝光掩膜生成工序(307)，进行曝光掩膜的修正，或者反馈(361)到图形的设计工序(350)，进行设计图形的修正。进行以上的制造工序，根据LSI设计指标最终在晶片上形成所希望的光刻胶图形。
为了进行各工序的图形作成、图形计测和图形评价，使用各种各样的数据(后述数据的细节)，但是，在本实施方式中，这种种数据都是在数据库301内进行统一管理(后述管理方法的细节)，并用数据服务器300来选择各工序所用的数据(303)，经后述的网络传送到各工序，这样，就能有效灵活地运用所保有的多种数据。后面将描述有关管理方法的细节，例如增加使各数据的坐标对应的坐标连接等。特别是在图形的计测中，必需检查装置的计测方案，但是，在计测方案生成中，也从所述数据服务器300中选择在计测方案作成中所利用的数据(303)，并进行计测方案作成处理(305)。所作成的计测方案经网络被传送到各检查装置，进行曝光用掩膜的计测(353)或者进行形成光刻胶图形的计测(356)。
这样一来，从LSI设计指标330开始，经各半导体制造工序，在晶片上形成光刻胶图形，统一管理直到评价光刻胶图形形状的各工序所利用的多种数据，可以经网络对每道工序传送有效的利用数据，并能够有效地灵活运用保有的多种数据，而且按照本实施方式能够用后述的坐标连接有效地利用数据。
(由测长SEM进行的拍摄顺序图3)图3所表示的是在测长SEM中根据拍摄方案用来观察任意计测点(下称EP)的拍摄顺序。将所述顺序中的拍摄处和拍摄条件还有EP中的拍摄条件作为拍摄方案，由所述数据库(图2301)来管理。
首先，在步骤401，把晶片安装在SEM装置的试样台117上。然后，在步骤402，处理·控制部115通过用光学显微镜等观察半导体晶片上的整体对中标记来计算出晶片的原点偏移或旋转偏移，根据这些偏移量经试样台控制器119控制试样台117，来修正偏移。然后，处理·控制部115移动试样台117，依照由拍摄方案作成部125所作成的拍摄方案的坐标和拍摄条件将拍摄位置移动到寻址点(下称AP)，并按低于EP拍摄时的低倍率的拍摄条件进行拍摄(步骤403)。在直接观测EP的情况下，为了解决因试样台的定位精度等原因而引起的AP的观察处会偏移的问题，暂时观察作为临时定位用而预先由拍摄方案作成部125作成并登录在存储装置123内的已知坐标的AP，处理·控制部115匹配预先由拍摄方案作成部125作成并登录在存储装置123内的AP中的模板与所述观察到的AP的SEM图像，由此来检测出图像模板的中心坐标与实际观测AP时的中心坐标的偏移矢量。
然后，在步骤404，处理·控制部115经偏转控制部120控制偏向器106，进行束位移(使束的入射方向倾斜，变更照射位置)，其位移量仅仅是模板的坐标与EP的坐标的相对矢量与上述检测到的偏移矢量之差，移动拍摄位置来观察EP，这样就能够以高的坐标精度拍摄EP(一般，束位移的定位精度高于试样台的定位精度)。因此，由拍摄方案作成部125作成并登录在存储装置123内的AP，最好满足如下条件(1)是存在于通过束位移而可从EP移动的距离内的图形(而且为了抑制EP内的污染，也有可能以使AP拍摄时的范围(视野Field of viewFOV)内不包含EP拍摄时的FOV为条件)；(2)AP的拍摄倍率加上试样台的定位精度后还低于EP的拍摄倍率；(3)图形形状或亮度图形是特征性的(有容易取得匹配的形状或有亮度的图形)，且容易取得所登录的图像模板与所观察到的SEM图像的匹配等。
接下来，基于处理·控制部115的控制和处理，通过束位移把拍摄位置移动到聚焦点(FP)进行拍摄，求出自动对焦的参数，再根据所求得的参数进行自动对焦。以下对FP加以说明。在EP拍摄时，为了取得鲜明的图像而进行自动对焦，但是，如果加长对晶片101照射电子束，污染物质就会附着在晶片上(污染)，因此，为了抑制EP上的污染物的附着，采用这样的方法，即处理·控制部115，暂时把EP附近的坐标作为FP来观察，求得自动对焦的参数后，根据该参数观测EP。因此，被登录在存储装置123内的FP，最好满足如下条件(1)是存在于通过束位移而可从AP、EP移动的距离内的图形，且AP、EP拍摄时的FOV不包含FP拍摄时的FOV内；(2)FP的拍摄倍率与EP的拍摄倍率大体相同；(3)具有容易进行自动对焦的图形形状(容易检测到偏焦引起的图像模糊)等。
然后，基于处理·控制部115的控制和处理，通过束位移把拍摄位置移动到瑕疵点(下称SP)进行拍摄，求出像散修正的参数，再根据所求得的参数进行自动像散修正(自动瑕疵修正)(步骤405)。以下对SP加以说明，在EP拍摄时，为了取得无畸变的图像而进行像散修正，但是，与AF一样，如果加长对晶片照射电子束，污染物质就会附着在晶片上，因此，为了抑制EP上的污染物的附着，采用这样的方法，即处理·控制部115暂时把EP附近的坐标作为SP来观察，求得像散修正的参数后，根据所述参数观测EP。因此，被登录在存储装置123内的SP最好满足如下条件(1)是存在于通过束位移而可从AP、EP移动的距离内的图形，且AP、EP拍摄时的FOV不包含在SP拍摄时的FOV内；(2)SP的拍摄倍率与EP的拍摄倍率大体相同；(3)具有容易进行像散修正的图形形状(容易检测到像散引起的图像模糊)等。
接下来，基于处理·控制部115的控制和处理，通过束位移把拍摄位置移动到亮度和对比度点(下称BP)进行拍摄，求出亮度和对比度调整的参数，再根据所求得的参数进行亮度和对比度调整(步骤406)。这里，事先对BP加以说明。拍摄时，为了取得具有适当亮度值和对比度的鲜明的图像，通过调整例如二次电子检测器109中的光电倍增管的电压值等参数，设定得使例如图像信号的最高部分和最低部分为满对比度或接近满对比度，但是与AF一样，如果加长对晶片照射电子束，污染物质就会附着在晶片上。
因此，为了抑制EP上的污染物的附着，采用这样的方法，即处理·控制部115暂时把EP附近的坐标作为BP来观察，在求得亮度和对比度调整的参数后根据所述参数观测EP。因此，被登录在处理·控制部115内的BP，最好满足如下条件(1)是存在于通过束位移而可从AP、EP移动的距离内的图形，且AP、EP拍摄时的FOV不包含在SP拍摄时的FOV内，(2)SP的拍摄倍率与EP的拍摄倍率大体相同，(3)为了用BP中调整的参数在测长点上拍摄的图像的亮度和对比度是良好的，BP是类似于所述测长点上的图形的图形等。
可以有各种变化，如根据情况省略前述的步骤404、步骤405、步骤406中的自动对焦、自动像差修正、自动亮度和对比度调整的部分或全部，或者任意交换步骤404、步骤405、步骤406的顺序号，或者存在FP、SP、BP的坐标重复的(例如在同一个地方进行自动对焦、自动像差修正)等。
最后，基于处理·控制部115的控制和处理，通过束位移把拍摄位置移动到测长点(EP)进行拍摄，按照所设定的条件进行图形的测长，来进行半导体图形的形状评价(步骤407)。
图4中，用虚线框图示出比EP更低倍率的CAD数据500上的AP502、FP503、SP504、BP505、EP501的模板拍摄位置的一例。可以考虑这样的变形，即登录在存储装置123内的AP中的图像模板，是将CAD图像或SEM图像或像特开2002-328015号公报中所公开的那样为避免仅仅为了登录图像模板而进行拍摄，暂时作为CAD模板登录下来，把实际拍摄时得到的AP的SEM图像再登录为图像模板等。
(系统构成图5)图5(a)是为实现本实施方式的半导体图形形状评价方法的系统构成的一个示例图，用网络630将下面所描述的装置的全部或一部分连接起来构成。作为连接在所述网络上的装置，是作成检查装置的拍摄方案的测长方案作成装置601、进行后述的多种数据的管理的数据管理服务器602、保存所述多种数据的数据库603、进行生成图形的做成质量评价的图形形状评价装置604、过程模拟器和电子束描绘模拟器605、进行所形成的图形的观察的多台或单体的测长SEM610、611、612、进行所述的图形设计的EDA工具623、生成曝光掩膜的掩膜描绘装置620、根据曝光掩膜在光刻胶上生成图形的曝光·显影装置621、根据所形成的光刻胶图形进行蚀刻的蚀刻装置622、用前述的图形设计数据进行掩膜图形设计的掩膜图形设计装置624、进行所形成的曝光掩膜计测的掩膜检查装置625的全部或一部分。本发明中，经网络630把全部装置连接起来，这样就可以从被保存在数据库603内并由数据管理服务器602管理的后述的多种数据中选择各工序所利用的数据，并将数据传送到适当的装置。如后所述，在数据之间整合坐标系等之后，把所述多种数据保存起来。
图5(b)是第二个系统构成的示例图。本构成例中，把前述图5(a)中用虚线围起来的4个构成要素即测长方案作成装置601、数据管理服务器602、数据库603、图形形状评价装置604的功能安装在一个装置内，作为形成图形评价装置640，连接在网络630上。在本网络中，与前述的图5(a)一样，也将测长SEM643、644、645或未图示的EDA工具623、掩膜描绘装置620、曝光·显影装置621、蚀刻装置622、掩膜图形设计装置624、掩膜检查装置625的全部或一部分用网络连接起来而构成。这样，将多种功能集约在一个装置内使装置成为单体，就可以使装置的设置和保养更加简便。连接在网络上的多个测长SEM共享多种数据，与每个装置保有数据相比，能够降低保存的数据量，能够减少每个装置制作拍摄万案的作业，从而可以提高拍摄方案生成的效率。如后所述，由于统一管理多种数据，所以就减少了产生路径不清楚的数据。
图5(c)是第三个系统构成的示例图。本构成例中，把前述图5(a)中用虚线围起来的4个构成要素即测长方案作成装置601、数据管理服务器602、数据库603、图形形状评价装置604的功能安装在测长SEM660内。把安装了本功能的测长SEM连接在网络630上来构成系统，在本网络630中，与前述的图5(b)一样，也用网络将未图示的测长SEM643、644、645、EDA工具623、掩膜描绘装置620、曝光·显影装置621、蚀刻装置622、掩膜图形设计装置624、掩膜检查装置625的全部或一部分用网络连接起来而构成。这样，由于将拍摄方案生成等功能安装在测长SEM内，所以可以使装置的设置、运用和保养更加简便。
(多种数据图6～图8)在多种数据中，包含逻辑电路设计数据、记载了半导体芯片内的图形的配置信息的图形设计数据、过程模拟结果数据、为了把图形描绘在曝光掩膜上而使用的电子束描绘用图形设计数据、电子束掩膜描绘模拟结果数据、进行过光接近效果修正的图形设计数据、曝光掩膜上图形的计测数据、所形成的光刻胶图形的计测数据、所形成的蚀刻图形的计测数据、各计测装置的计测条件数据、处理参数数据、各计测装置的条件数据、光刻胶图形评价结果数据、各计测装置的计测方案的一部分或全部，以下进行详细说明。
(工序间的多种数据图6)图6(a)～(h)是进行所述统一管理的多种数据的示例图。800～807是按顺序表示曝光掩膜设计的各工序利用的有代表性的数据的一例的示图。简单说明800～807的各数据，后面将描述各数据的细节和数据的管理方法。
图6(a)的逻辑电路设计数据800是在曝光掩膜设计的初期阶段工程师设计进行所希望的动作的逻辑电路的数据，本数据由选通电平的逻辑电路构成。
图6(b)的图形设计数据801是用EDA工具把构成选通电平的逻辑电路的单元配置在LSI芯片内，再设计连接其间的布线的数据。
图6(c)的post-OPC数据802是使用OPC设计工具考虑光接近效果后而在所述图形设计数据801上附加了修正图形的数据。
图6(d)的掩膜设计数据805是为进行掩膜图形的电子束描绘的设计数据，是将post-OPC数据802分割成为描绘装置可控制的大小且考虑了电子接近效果等电子束描绘装置的影响后作成图形的数据。
图6(e)的实掩膜计测数据804，是把根据所述掩膜设计数据805用电子束描绘装置作成的掩膜的一部分或全部用掩膜检查装置计测出来的数据。作为掩膜检查装置的一例，有光学检查装置或掩膜SEM(掩膜检查用测长SEM)等。
图6(f)的实图形计测数据803是测长SEM计测用曝光·显影装置用所作成的掩膜在晶片上形成的图形的一部分或全部的数据。
图6(g)的电子束掩膜描绘模拟结果数据806是在所述掩膜设计数据805作成时计算电子束描绘中的电子接近效果等的影响等的结果。本数据，后面将叙述，可以用作掩膜检查装置的直到计测点的定位用的数据。
图6(h)的过程模拟结果数据807，是根据过程模拟计算用所述掩膜设计数据805和处理条件等经曝光·显影工序而形成在晶片上的图形所得到的结果数据，本数据，后面将叙述，可以用作直到CD-SEM的计测点的定位用的数据。
前述图6(a)～(h)的800～807的各数据，具有各数据间的对应点可容易参照的数据结构，后述其细节，但是作为数据结构的例子，例如有把各数据的坐标系变换为同一坐标系保存起来的方法，或者事前保持将各数据的坐标系变换为同一坐标系的变换表数据，而在用所述数据的时再利用所述变换表进行坐标变换的方法。由于具有这样的数据结构，所以可以进行各数据的坐标对应(下称坐标连接)，在参照各数据时，就不必探索各数据中参照的图形的位置，仅仅指定坐标就可以参照所希望的图形。
(模板数据图7)图7是进行所述统一管理的多种数据的一个示例图。900～906表示保有计测在曝光工序所形成的光刻胶图形的拍摄方案中利用的数据的一个实施例，对900～906的各数据进行简单说明，后述各数据的细节和数据的管理方法。
图7(a)是图形设计数据的说明图，晶片标记900是表示芯片的晶片上的芯片坐标的数据。在本数据中保存被设计在晶片上的芯片的信息和芯片方的信息，例如，在本图中，为简便起见，表示出在晶片上把芯片排列成纵5片芯片、横5片芯片的方形，这样，来构成作为对象的芯片的晶片上的位置可以参照的数据结构。
EP周边的图形设计数据901，是在所述图形设计数据801内切出EP周边的所述模板探索区的数据。方案生成中的在模板探索中用的图形设计数据，仅用该EP周边的图形设计数据901就足够。由于全部图形设计数据的数据容量变大，所以仅仅保存方案生成时最低限度必要的所述EP周边的图形设计数据901，就能够大幅度减低装置间发送接收的数据量。
模板数据，是保存了还包含拍摄方案数据的图7(b)的AP902、图7(c)的FP903、图7(d)的SP904、图7(e)的BP905、图7(f)的EP906的图形的数据。各模板数据，例如是由所述模板选定处理所得到的数据。在使用了拍摄方案的计测时，作为图形配置的数据，未必需要所述图形设计数据801、EP周边的图形设计数据901，仅用各模板的图形设计数据就足够了。在全部图形设计数据或EP周边的设计数据中，由于数据量变大，所以仅仅保存使用方案的拍摄所必需的所述模板数据(AP、FP、SP、BP、EP)，这样就能够减低装置间发送接收的数据量。
另外，模板数据，作为保存了图形的顶点坐标的多边形数据或把多边形数据图像化了的数据进行保存。与前述的800～807一样，所述900～906的各数据具有各数据间的对应点容易参照的数据结构。后述其细节，但是作为数据结构的例子，例如有把各数据的坐标系变换为同一坐标系保存起来的方法，或者保持有将各数据的坐标系变换为同一坐标系的变换表数据，在用所述数据时再利用所述变换表进行坐标变换的方法。由于具有这样的数据结构，所以可以进行各数据的坐标的连接，在参照各数据时就不必探索各数据中参照的图形的位置，仅仅指定坐标就可以参照所希望的图形。
(方案生成处理用的多种数据图8)图8(a)～(i)是进行所述统一管理的多种数据的示例图。1000～1008表示保有方案生成处理用的数据的实施方法的一例。简单说明1000～1008的各数据，后述各数据的细节和数据的管理方法。
图8(a)的计测点数据(危险处)1000，是在把设计图形形成在晶片上时，记录了必需计测其形成的图形的做成质量的地方1030的数据。本数据是用EDA工具作成所述图形设计数据801或所述post-OPC数据802时，用过程模拟等计算出来的地方，如果该地方的图形形状的做成质量是设计界限外，该地方就是可能引起芯片动作致命缺欠的地方，该计测点1030也叫做热点。
图8(b)的各模板选定指标值数据1001是前述的模板选定处理中计算出来的数据，利用本指标值图来选定后述的各模板。
图8(c)的选定模板数据1002是保存了前述的模板选定处理得到的各模板(AP、FP、SP、BP和EP的部分或全部模板)的坐标和大小的数据。
图8(d)的各模板拍摄数据1003是保存了根据拍摄方案分别进行AP拍摄、FP拍摄、SP拍摄和BP拍摄时所得到的SEM图像和计测时的拍摄条件的数据。细节如后所述，但是也可以把本数据反馈到下一个拍摄方案生成中的模板数据选定处理，在向计测点的寻址不稳定的情况下，也有将选定模板变更为数据的SEM图像来进行稳定的拍摄方案生成的方法。
图8(e)的计测点拍摄数据1004是保存了进行EP拍摄时所得到的SEM图像及其计测时的拍摄条件和评价数据1030的数据。计测数据是为了进行OPC评价而用按EP设定的计测项目进行计测的结果的数据。作为评价数据的一个例子，有线宽、空洞系、线端后退量、开路/短路判定结果等。
图8(f)的工艺条件数据1005，是保存进行图形形成的各工序的条件数据。例如，在曝光工序中，有照明条件、光刻胶材料信息、掩膜材料和曝光时间等。根据本数据，利用过程模拟等计算出因工序变动而引起的形成图形的形状变动的范围，在方案生成中的模板选定时，可以考虑各图形的形状变动的范围来选定模板。例如，优先把相对于工序变动而线宽的变动量少且线端后退量少的、图形形成比较稳定的图形，选定为图8(g)的掩膜数据1006的模板。
图8(h)的计测装置数据1007，保存计测用的装置固有的数据。例如，在测长SEM的情况下，有试样台位移精度或束位移精度等；还保存计测图像像差图1010或计测图像畸变图1011等。可以利用本数据和装置固有的条件，对每台计测装置附加计测位移量的补偿，或者进行计测图像的畸变修正。
图8(i)的各模板成否数据1008，是保存了在过去的计测中向EP的对正位置(下称寻址)成功的和失败的模板的坐标和大小的数据。利用本数据就可以在拍摄方案生成时避免选择寻址失败的模板。
前述图8(a)～(i)所示的1000～1008的各数据，与前述的800～807一样，具有各数据间的对应点容易参照的数据结构。后述其细节，但是作为数据结构的一个例子，例如有把各数据的坐标系变换为同一坐标系保存起来的方法，或者保持有将各数据的坐标系变换为同一坐标系的变换表数据，在用所述数据时再利用所述变换表进行坐标变换的方法。由于具有这样的数据结构，所以可以进行各数据的坐标连接，在参照各数据时，就不必探索各数据中参照的图形的位置，仅仅指定坐标就可以参照所希望的图形。
(坐标连接、数据结构图9)图9是多种数据的坐标链接的概要说明图，(a)是所述多种数据的统一管理方法的一个示例图。如前所述，多种数据的各坐标系，按坐标系采取连接(坐标连接)，以取得坐标的对应。图9(a)是坐标连接的概要说明图，后述数据结构的细节。在多种数据中有带坐标系的数据，但是如图9(a)所示，用某统一的坐标系来表示。例如，在本图中，让图形设计数据1110的坐标系一一对应着其他多种数据的坐标系。这样一来，使例如拍摄方案生成时用的模板选择指标值分布1111的坐标系、或过程模拟结果数据1113的坐标系、或模板1117的坐标系、或光刻胶图形的SEM图像1116的坐标系、或拍摄条件、材料信息1112的坐标系等，与前述的图6～图8示例的各种多种数据的全部或一部分的坐标系一一对应起来，保存在数据库中。
这样一来，通过进行坐标连接在各数据之间取得整合，具有如下效果。(1)由于在向各工序传送的多种数据之间取得坐标系的整合，所以在进行数据间的区域参照时，无需进行坐标变换或探索处理等，仅指定坐标就能够实现上述各工序中的高效率的数据处理。(2)后述细节，由于取得了坐标系的整合，所以在GUI中，能够容易地重合显示(重叠显示)多种数据。
图9(b)是重叠显示的示例图，重合显示了光刻胶图形的SEM图像1131和图形设计数据1132。也可以把计测对象的芯片的晶片上的坐标1114重合显示出来。这样，就容易参照例如测长SEM计测得到的SEM图像，在其他多种数据上如在图形设计数据上处于哪个坐标，就能够追溯数据共享的半导体制造工序的全部工序来进行计测结果的验证。
(坐标变换图10)图10表示的是变换所述多种数据的各坐标系的方法。多种数据的坐标系依据各数据而不同，依据数据而异，既有x轴1202与y轴1201不正交的情况，也有X轴方向的标度与Y轴方向的标度不均一的情况。为了进行前述的坐标连接，必须把各数据变换为统一的坐标系。例如某数据的坐标系的x轴1202与y轴1201不正交且各轴方向的标度不均一的情况下，通过把所述坐标系进行变位、旋转、映射变换等变换处理1210，就能够使X轴1204与Y轴1203正交且各轴方向的标度均一，并变换为各数据的原点统一的坐标系。在表示前述的多种数据的图6中，把示意性地表示了所述坐标系变换表示为810～816；在图7中，把示意性地表示了所述坐标系变换表示为920～927；在图8中，把示意性地表示了所述坐标系变换表示为1020～1027。
(各工序中利用的数据例)这里，说明本发明的半导体制造工序中的所述多种数据的利用例，所述多种数据，被利用于例如下面所示的各工序(图2)中。
(1)在掩膜设计数据的作成工序(351)中，使用所述多种数据中的post-OPC图形数据802。另外，通过使用电子束描绘模拟结果数据806或过去的实掩膜计测数据804或掩膜描绘装置信息(计测装置数据)1007，就能够作成包含电子束描绘的特性或掩膜描绘装置的特性的掩膜设计数据，能够设计精度更高的曝光掩膜。
(2)在曝光掩膜的计测用拍摄方案生成工序(353)中，使用所述多种数据中的掩膜设计数据805和计测点数据，根据该数据作成掩膜检查装置的拍摄方案305。另外，如果使用电子束描绘模拟结果数据806，由于得到了接近实际的形成掩膜图形的拍摄方案用的模板图形，所以能够生成可进行更稳定的计测的掩膜拍摄方案。
(3)光刻胶图形计测用的拍摄方案生成工序(305)中，使用所述多种数据中的图形设计数据801和计测点数据1000，作成拍摄方案。另外，通过使用多种数据中的过去的各模板拍摄数据1003、计测装置数据1007、过程模拟结果数据807和各模板成否数据1008的全部或一部分，就能够生成可进行更稳定的计测的掩膜拍摄方案。
(4)在光刻胶图形形状评价工序(357)中，使用所述多种数据中的计测点数据1000和图形设计数据801评价形成图形的做成质量。
(时间序列数据图11)图11是利用按本实施方式中的时间序列保存的数据(下称时间序列数据)的拍摄方案生成方法的示例图，本例表示利用时间序列数据进行拍摄方案生成的处理的流程。
现在简单地说明处理的流程。由数据管理服务器1302从被保存在数据库1301内的多种数据之中选择像上述那样利用的数据；然后在方案生成处理(1303)中，生成用来进行计测的拍摄方案；再根据前述方案用测长SEM进行CAD图形-SEM图像(1304)匹配的寻址和计测(1305)；然后根据图形计测数据进行图形做成质量的评价(1306)。为了管理时间序列数据，将由所述测长SEM进行的光刻胶图形的计测(1305)得到的计测点拍摄数据1004或由后述的CAD图形-SEM图像匹配(1304)得到的寻址偏移量或由做成质量评价(1306)得到的做成质量评价数据，传送到所述数据管理服务器1302(1307)，并且如上述那样取得与被保存在保存多种数据的数据库1301内的其他多种数据整合后进行保存。这样一来，就可以按时间序列来管理或取得数据，如后所述，在拍摄方案生成处理(1303)中，就能够利用时间序列数据。
(寻址偏移量图12)图12(a)～(c)所表示的是利用按时间序列保存寻址偏移量的时间序列数据的拍摄方案生成的一个示例图。图12(a)表示的是寻址偏移量，图12(b)是表示计测SEM的束位移发生变化的状态的模板数据，图12(c)是X方向和Y方向的寻址偏移量的时间序列变化曲线图。
在由测长SEM进行的计测中，用CAD图形-SEM图像匹配(1304)计算出来的后述的寻址偏移量，通过按时间序列进行保存，可以监视其变化(1407)。所谓寻址偏移量，是向所登录的模板的坐标移动测长SEM的视野之后进行CAD图形-SEM图像的图形匹配而在该匹配时产生的用来对位的束位移量。在模板对象的图形因工艺条件的时间变动产生形状变化、而在CAD图形-SEM图像的图形匹配中的寻址的位置1402偏离了本来图形上假定的寻址的坐标1401的情况下，或者计测SEM的束位移量因检查装置的条件的时间变动而发生了变化的情况下(1404，1405)，所述束位移量的寻址偏移量变大。
通过监视所述寻址偏移量，就能够在偏移量达到容许范围之前向拍摄方案生成反馈寻址偏移量变大的模板的信息(模板的坐标·大小信息)，由此进行登录在拍摄方案内的模板的变更处理来修正拍摄方案，并且用修正过的拍摄方案继续进行计测，或者警告因工艺变动等形成的图形有可能偏离了所希望的图形，督促用户应对，或者警告测长SEM的束位移的偏移量有可能偏离很大，督促用户进行束位移的调整。
(SEM图像的利用图13)图13(a)、(b)是利用按时间序列保存了SEM图像的时间序列数据的拍摄方案生成的示例图。本例中，根据被登录在拍摄方案内的模板1501将实际由测长SEM得到的SEM图像1504作为多种数据中时间序列数据保存起来。被保存的模板图形的SEM图像1504保存为所述拍摄方案的模板，在下面的计测中，把SEM图像1504作为模板登录在拍摄方案内用来取代前述的模板1501，并进行计测。进一步，在下面的计测时，也把计测时所得到的SEM图像作为下一次计测的模板登录下来。这样，按时间序列保存模板图形的SEM图像(1507)，随时更新拍摄方案的模板。这样，即使形成的图形形状因工艺条件或装置状态的时间变化而发生了变化的情况下，由于模板跟随其形状变化，所以也能够相对于图形的时间变化而进行稳定的直到计测点的寻址。因此，也能够相对于形成的图形的时间变化而生成可稳定拍摄的拍摄方案。
(数据结构例图14～图17)(目的)如下所述，通过管理被保存在数据库内的任意的多种数据，就能够根据处理目的任意组合选择利用的数据。在各处理中，用户可以用后述的GUI在利用的数据中任意选择数据。另外，在各处理中，把必要的数据预先存储起来，在处理时所选择出来的数据对于处理所必要的数据来说不足的情况下，用警报让用户知道选择数据不足，来督促用户应对。例如，在进行拍摄方案生成的情况下，如上所述，方案生成所必要的数据是图形设计数据801和计测点数据1000，在这些数据不足的情况下，通过警报而让用户知道。
为了提高生成方案进行的拍摄稳定性，作为其他数据，可以选择保存在数据库中的任意的多种数据，例如，过去的各模板拍摄数据1003或计测装置数据1007或过程模拟结果数据807等，只要被保存在数据库内就可以选择，并利用这些数据来进行方案的生成。此时，如后所述，由于管理着多种数据，所以使数据间实现整合就能够容易地选择各数据，而且还可以用GUI来参照各数据。
(数据结构—绝对坐标系图14、图15)图14是上述的多种数据的管理方法中的多种数据的链系结构的一个示例图。作为实现多种数据保有的各数据的整合的方法之一，有在同一坐标系1600上全部保有各数据的坐标系的方法。特别是，大多是把其他全部保有数据的坐标系，变换为CAD应用系统的基本数据的、坐标系正交且无畸变的图形设计数据1602的坐标系1631来保存数据。这种情况下，由于把图14所示的图形设计数据1602的坐标系1632作为同一坐标系1600，所以两坐标系成为完全相同的坐标系。然后用图10说明的坐标变换把其他多种数据例如post-OPC图形设计数据1603的坐标系1632变换为同一坐标系(1651)。同样，把其他过程模拟结果数据1604、计测点数计1605和拍摄方案的模板选定指标值数据1606等前述的图6～图8示例的各种多种数据的各坐标系全部变换为同一坐标系，然后将变换过坐标系的各数据保存在数据库1501内。
图15示出本例中的数据结构的一例。本例，是在进行过前述的坐标变换之后把多种数据的各数据统一保存全部数据的例子。保存的多种数据是保存例如工艺条件数据1735、检查装置数据1736、图形设计数据1737、post-OPC数据1738、掩膜设计数据1740、过程模拟结果数据1741、计测点数据1742、拍摄方案1743、光刻胶图形计测数据1744和评价数据1745等的前述的图6～图8示例的各种多种数据的全部或一部分。在图形设计数据1737、post-OPC数据1738和掩膜设计数据1740中，作为例子仅仅示出了两个段。为了如前所述按时间序列进行多种数据的管理，也存在对每个计测时间管理数据的情况，这种情况下，也把计测时间1734一起存储起来。也按晶片的每个层来管理统一记述了多种数据的数据(1730～1732)。按照以上的方式，就能够实现多种数据间的坐标系的整合来进行数据管理，也可以进行按时间序列的数据管理。
(数据结构—相对坐标系(参照表利用)图16、图17)图16是上述的多种数据的管理方法中的多种数据的连接构成的一个示例图。作为实现多种数据1804的保有的各数据的整合的方法之一，有保有保存了各数据的坐标系的对应关系的后述的表数据的方法。本例中，在参照各数据时参照表数据，把输入的坐标变换为参照对象的数据的坐标系，由此来得到所希望的参照坐标的数据。例如，在各数据中设置统一的绝对坐标系1800，用各自的数据求出把保有的多种数据1804的各数据的、将各坐标系变换为统一的绝对坐标系的图10说明过的那种坐标系变换的变换量，并保存在表数据内。如图16所示，计算出把图形设计数据1806或带OPC的图形数据1807或过程模拟结果数据1808或EP坐标数据1809或拍摄方案选定指标数据1810等前述的、图6～图8示例的各种多种数据的各坐标系变换为统一的绝对坐标系的变位和变换量1813～1817，并保存在后述的表数据内。统一的绝对坐标系，可以是多种数据内的数据的坐标系，特别是多数的情况是将CAD应用系统的基本数据的、坐标系正交且无畸变的图形设计数据1806的坐标系作为统一的绝对坐标系。
图17示出了本例中的数据结构的一例。变换多种数据的各数据的坐标系的前述信息，被保存在表数据1901内。在利用各多种数据的情况下，参照该表数据1901，把各数据变换为统一的绝对坐标系1800。作为多种数据的例子，与前述的一样，有工艺条件数据1910或图形设计数据1911或带OPC的图形设计数据1912或掩膜设计数据1913或检查装置数据1914或EP数据1915或模拟结果数据1916或拍摄方案1917或光刻胶图形计测数据1918或图形形状评价数据1919等、前述的图6～图8示例的各种多种数据的全部或一部分。按照以上的方式，就能够实现多种数据间的坐标系的整合好的数据管理和按时间序列的数据管理。
(拍摄方案自动生成例)(概要图18)图18是本实施方式的拍摄方案自动生成的处理流程的一个示例图。从前述的保存多种数据的数据库2000中选择拍摄方案生成时所利用的数据(2002)，如前所述，把所选择出来的多种数据经由网络传送到拍摄方案生成部2003。在拍摄方案生成部2003，根据图形设计数据，计算出选择拍摄方案所必要的所述AP、EP、SP、BP的模板的指标值1001(2007)。后述此时的细节，但是除图形设计数据之外，例如，还可以利用过程模拟结果数据来计算模板。如果使用过程模拟结果数据，由于使用接近于实际形成的光刻胶图形的图形，所以能够生成可更加稳定计测的拍摄方案。
然后，根据所计算出来的模板选定指标值，选定上述AP、EP、SP、BP模板(2008)，并选定计测机器的拍摄条件(例如拍摄倍率等)(2009)；再做成拍摄方案(2010)。使用这样作成的拍摄方案2010进行计测(2004)，评价光刻胶图形的计测数据的做成质量。关于做成质量评价方法，例如进行图形尺寸计测或计测与图形设计数据之不同的GAP计测等。像上述那样使用多种数据进行拍摄方案生成，并进行图形形状的做成质量的评价。如上所述，利用最低限度所必要的数据，进一步通过灵活运用保有数据中的有效数据，来生成可更加稳定的计测的拍摄方案。在利用数据选择(2002)中，如果没有最低限度所必要的数据，就将不足数据通知用户，催促用户输入数据。
(过程模拟结果的利用图19)图19(a)是利用本实施方式中的前述的多种数据内的过程模拟结果数据2201来生成拍摄方案的一个示例图。用保存在所述多种数据内的图形设计数据801或post-OPC图形设计数据802或掩膜计测数据805和工艺条件数据1005、由模拟器计算出来的形成光刻胶图形，是所述过程模拟结果数据807。本数据，与图形设计数据802相比较，就能得到接近于所述的曝光·显影工序形成的实际的光刻胶图形的形状。亦即，与通过使用图形设计数据来选定所述拍摄方案的AP、EP、SP、BP的各模板相比，如果使用过程模拟结果数据2201进行AP、EP、SP、BP的各模板的选定，由于使用接近于实际形成的图形形状的图形作为模板，所以能够生成可高精度稳定的计测的拍摄方案。
图19(b)、(c)也是用过程模拟器的拍摄方案生成的示例图。本例中，也用保存在所述多种数据内的图形设计数据801或post-OPC图形设计数据802或掩膜计测数据805和工艺条件数据1005，由模拟器计算在可引起工艺条件变动的范围内改变条件所形成的光刻胶图形。例如，可以说CAD设计图形2401内的模板候补区域2403，是变动工艺条件而形成的图形的形状2405、2406不稳定的例子(b)；另一方面，可以说模板候补区域2404，是变动工艺条件而形成的图形的形状2407、2408比较稳定的例子(c)。这样，通过模拟不把图形形状因条件而容易变形的地方选择为模板，就能够生成可进行稳定计测的拍摄方案。
(多种数据的利用例图20)图20(a)～(f)是利用本实施方式中的前述的多种数据生成拍摄方案的示例图。本例使用更接近于利用保有的多种数据形成的光刻胶图形的图形数据来生成拍摄方案的模板图形。这样，就能够生成可更加稳定计测的拍摄方案。
图20(a)是仅一层的配置数据2501的数据。仅仅用本数据也可以进行模板选择处理，这是模板选择处理最低限度所必要的数据。图20(b)是多层的配置数据2502、2503，在用SEM图像观察多层的形成图形的情况下，可以选择接近于实际的观察图像的模板，这就能够选定可稳定计测的模板。
图20(c)是在图形设计数据上附加了掩膜信息(冲压保留信息)的数据2506。例如，在作成冲压图形2504和保留图形2505的情况下，冲压保留就成为用模板可区别的数据，所以，就可以选择接近于实际形成的图形的计测图像的图形模板，可进行稳定的计测。图20(d)是用工艺条件附加了被形成的图形的材料的不同的数据2508、2507，成为接近于实际形成的图形的SEM图像的倾向的数据，就能够选定可稳定计测的模板。
图20(e)是计算出由过程模拟形成的图形形状的数据2510、2509，通过使用更接近于实际形成的图形的数据，就能够选定可稳定计测的模板。图20(f)是根据由过程模拟计算出来的数据，再用电子束模拟计算出来的SEM图像的模拟结果数据2511，是更接近于由形成图形SEM图像计测的图像的数据，这就能够选定可更加稳定计测的模板。
(GUI图21～图23)图21是选择·显示前述的多种数据管理的多种数据的GUI(Graphic UserInterface图形用户界面)示图。用GUI可以显示本发明中所利用的任意的多种数据，届时，可以依据需要把不同的多种数据排列或重叠起来同时进行显示。在所述多种数据中，包含前述的多种数据的全部或一部分。如上所述，统一管理多种数据以便在数据间实现整合，由于进行了坐标连接，所以也可以进行重叠显示(覆盖显示)，另外，在各数据间还能够参照任意坐标。
图21中，作为上述显示方法的一例，示出显示了拍摄方案生成使用的多种数据的例子。在选择数据2601中，可以并列显示所述多种数据的全部或一部分，再指定数据(2608)，指定重叠显示(2604)就能够把多种数据重叠显示出来。作为重叠显示的例子，把重叠显示SEM图像和图形设计数据的例子表示在2616上。虚线部分是图形设计数据，是将所述设计数据被重叠显示在SEM图像上的例子。另外，由于在各数据中连接了坐标，所以能够指定由任意数据指定的数据上的坐标2603，并可以参照其它数据上的同一坐标(2630、2617)。由于图形设计数据等全部数据被保存在数据库内，所以用光标能指定所显示出来的各个数据上的任意坐标(2605)，而且，能够把各个数据放大·缩小(2607)后显示出来。
另外，既可以用GUI指定晶片2609上的任意坐标(2610)，而由于进行了坐标连接，所以也可以指定芯片上的位置(2611)；另外，由于对晶片层的每一层保存有保存数据，所以能够在任意的层上把任意种类的数据对于每一层自由地并列进行显示(2612)；从该GUI中选择任意数据，就能够用选择数据的GUI(2601)重叠显示不同层的数据。可以用本GUI来指定处理模式(2613)，例如，可以用选择出来的数据由GUI指定拍摄方案生成或寻址或光刻胶图形形状评价、曝光用掩膜图形形状评价、其它的上述的处理。可以用利用数据选择GUI(2614)来选择所选出来的处理中利用的数据。另外，也可以指定利用的所述层(2616)。另外，还能够重叠显示为了评价图形的做成质量而进行的尺寸计测等各种计测结果。
图22是监视时间序列数据的输出数据的GUI的示图，本发明中，所述多种数据中保存的任意数据，可以像上述那样按时间序列来管理，并且能够由GUI来确认多种数据的信息。
在图22中示出作为一例而GUI显示测长SEM进行的计测的上述的寻址偏移量的时间变化的例子。所显示的是用登录在拍摄方案中的模板(1)2701、模板2702(2)将拍摄时的寻址偏移量的时间变动(2703、2705)，表示为例如横轴为时间，纵轴为寻址偏移量。另外，也可以在计测的对象的晶片上的坐标上显示晶片图2709，并能够指定晶片上的要监视的芯片。另外，也可以用芯片内的图2710来显示芯片内的各种模板，可以指定用本GUI监视的模板的种类。在选择处理模式的GUI2711中，来选择按时间序列监视计测状况的模式2717。在修正拍摄方案的情况下，用方案更新对象选择的GUI来指定修正对象(例如AP等)(2714)；与图21的情况一样，由利用数据选择GUI来指定修正时利用的数据(2716)。
图23是多种数据的参照用GUI的示图。本发明中，为了像上述那样在数据间取得整合而统一管理利用的多种数据，由于进行了坐标连接，所以能够进行重合显示(重叠显示)。
图23(a)是重叠显示的GUI的一个示例图，具有重合显示多种数据的GUI2801。可以用显示项目GUI2802来选择重叠显示的数据。另外，与图21的GUI一样，也可以指定显示的层(2803)。也可以选择显示多个层。还可以对各数据指定不同的任意的颜色，并重叠显示出来。这样，就能够向用户更易于理解地提示图形形成的状态。
与图22一样，也把指定显示数据的晶片上的位置的晶片图2806和芯片内图2808的GUI显示出来，并且可以容易地用重叠显示的地方来指定。另外，能够把图形上的任意点的设计指标的信息显示出来，例如在图23(b)所示的图形上，可以把形成图形的功能的种类重叠显示出来(2850)。另外，在保有数据内有信息的情况下，参照该信息也能够重叠显示材料信息(2851、2854)。这样，即使对于利用测长SEM的操作员也可以容易地判断计测对象是什么。
如上所说明的那样，按照本发明的实施方式，由于使图形形成、图形计测、图形外观评价各工序中利用的多种数据的坐标系相互对应，所以就不需要与原来所必需的各工序相配的数据变换。另外，由于统一管理保有数据，所以容易从保有数据中选择利用于各工序的有效数据。这样，就能够缩短半导体图形形成周期时间，从而可以提高半导体的制造效率。
另外，由于按时间序列管理多种数据，所以在形成图形的形状存在时间变动的情况下，可以根据时间序列数据，进行拍摄方案的修正，能够生成可稳定计测的拍摄方案。
以上，虽然根据实施方式具体说明了发明人进行的发明，但是本发明并不限定于上述的实施方式，在不超出其宗旨的范围内，当然可以作出种种变更。
本发明，由于减少了伴随半导体制造工序中的设计图形的微细化、高密度化的设计界限，所以，在不断大幅增加必需进行半导体图形的尺寸管理的检查处，且强烈要求提高被用作尺寸检查工具的SEM装置等的生产率和自动化程度的今天，是可适用的。特别是，统一管理作为CAD数据管理的半导体图形的设计数据、和其他用于图形设计的多种数据，提供有效灵活运用多种数据的方法，从而用前述的方法可以自动生成拍摄方案或缩短生成的时间；另外，由于能够高速且正确地计测多个检查处，并可以推定半导体器件的特性或制造过程的状态后反馈到各工序，所以可以用于全部的半导体制造技术。
本发明，在不背离其宗旨或基本特性的情况下，可以按其它特定的方式来实施。因此，无论从哪个方面来看，现有的实施例都被认为是说明性的，而不限定于此。由附属的权利要求书而不是由前述的描述所表征的本发明的范围，以及所有涵盖在权利要求书的等同的意旨和范围内的变化，都被认为包含在本发明之中。
权利要求
1.一种评价半导体器件的图形形状的装置，包含以下单元数据库单元，其存储记载了半导体图形的配置信息的CAD图形设计数据和图形设计中用的多种数据；数据处理单元，其统一管理存储在所述数据库内的多种数据；对应单元，其为由所述数据处理单元进行统一管理而使多种数据间的坐标系对应起来；选择单元，其从所述数据库中任意选择多种数据的一部分或全部；和生成单元，其利用由所述选择单元选出来的数据生成用来在扫描型电子显微镜中观察所述半导体图形的拍摄方案。
2.如权利要求1记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，在所述数据处理单元统一管理的所述多种数据中，包含逻辑电路设计数据、记载了半导体芯片内的图形的配置信息的图形设计数据、过程模拟结果数据、用于在曝光掩膜上描绘图形的电子束描绘用图形设计数据、电子束掩膜描绘模拟结果数据、修正了光接近效果的图形设计数据、曝光掩膜上图形的计测数据、所形成的光刻胶图形的计测数据、所形成的蚀刻图形的计测数据、各计测装置的计测条件数据、工艺参数数据、各计测装置的条件数据、光刻胶图形的评价结果数据和各计测装置的计测方案的一部分或全部。
3.如权利要求1记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述对应单元，为了把多种数据间的坐标系对应起来而将多种数据变换为统一的坐标系保存在数据库内，或者保持进行坐标变换的变换表。
4.如权利要求3记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述对应单元，作为把所述多种数据间的坐标系对应起来的方法，进行各多种数据的坐标系的变位处理、各多种数据的坐标系的旋转处理、各多种数据的坐标系的标度变换处理的全部或一部分。
5.如权利要求3记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述对应单元，作为把所属多种数据间的坐标系对应起来的方法，把图形设计数据的坐标系作为统一的坐标系，将其它多种数据的坐标系变换为图形设计数据的坐标系。
6.如权利要求1记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述数据处理单元，按时间序列管理所述多种数据。
7.如权利要求6记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述数据处理单元，用按所述时间序列管理的数据，监视图形计测的位置偏移量的时间变化，在所述位置偏移量的变动量超过某设定量的情况下，进行拍摄方案的修正。
8.如权利要求1记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，所述数据库单元，经网络与多个半导体制造装置连接起来，在该被连接的多个半导体制造装置之间共享所述多种数据，在方案生成或形成图形的评价或图形生成的各工序中，根据各工序的处理从所述多种数据中选择任意的数据，利用所选择出来的数据进行所述各工序的处理，并把该处理的结果反馈到前面的工序。
9.如权利要求1记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，还具备显示单元，将所述选择单元任意选择出来的所述多种数据的全部或一部分排列或重合起来显示在画面上。
10.一种评价半导体器件的图形形状的方法，包含如下步骤把记载了半导体图形的配置信息的CAD图形设计数据和图形设计用的多种数据存储在数据库中；由数据处理单元统一管理存储在所述数据库内的多种数据；为由所述数据处理单元进行统一管理，由对应单元将多种数据间的坐标系对应起来；由选择单元从所述数据库中任意选择多种数据的一部分或全部；和利用由所述选择单元选出来的数据，由生成单元生成用来在扫描型电子显微镜中观察所述半导体图形的拍摄方案。
11.如权利要求10记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，在所述多种数据中，包含逻辑电路设计数据、记载了半导体芯片内的图形的配置信息的图形设计数据、过程模拟结果数据、用于在曝光掩膜上描绘图形的电子束描绘用图形设计数据、电子束掩膜描绘模拟结果数据、修正了光接近效果的图形设计数据、曝光掩膜上图形的计测数据、所形成的光刻胶图形的计测数据、所形成的蚀刻图形的计测数据、各计测装置的计测条件数据、工艺参数数据、各计测装置的条件数据、光刻胶图形的评价结果数据和各计测装置的计测方案的一部分或全部。
12.如权利要求10记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，为了把多种数据间的坐标系对应起来，将多种数据变换为统一的坐标系保存在数据库内，或者保持进行坐标变换的变换表。
13.如权利要求12记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，作为把所述多种数据间的坐标系对应起来的方法，进行各多种数据的坐标系的变位处理、各多种数据的坐标系的旋转处理、各多种数据的坐标系的标度变换处理的全部或一部分。
14.如权利要求12记载的评价半导体器件的图形形状的装置，其特征在于，作为把所述多种数据间的坐标系对应起来的方法，把图形设计数据的坐标系作为统一的坐标系，将其它多种数据的坐标系变换为图形设计数据的坐标系。
15.如权利要求10记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，按时间序列管理所述多种数据。
16.如权利要求15记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，用按所述时间序列管理的数据，监视图形计测的位置偏移量的时间变化，在所述位置偏移量的变动量超过某设定量的情况下，进行拍摄方案的修正。
17.如权利要求10记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，在与所述数据库网络连接的多个半导体制造装置间共享所述多种数据，在方案生成或形成图形的评价或图形生成的各工序中，根据各工序的处理从所述多种数据中选择任意的数据，利用所选择出来的数据进行所述各工序的处理，并把该处理的结果反馈到前面的工序。
18.如权利要求10记载的评价半导体器件的图形形状的方法，其特征在于，把所述多种数据的全部或一部分排列或重合起来显示在画面上。
全文摘要
本发明，做成为了在使用了测长SEM的半导体图形的形状评价装置中，不需要传统上所必需的与半导体制造的各工序相配的数据变换，并统一管理保有数据，这样，就能够容易从保有数据中选择利用于各工序的有效数据，另外，即使在形成图形的形状存在时间变动的情况下，也可以根据时间序列数据进行拍摄方案的修正，能够生成可稳定计测的拍摄方案，在使用测长SEM的半导体图形的形状评价装置中，为了统一管理被存储在数据库301内的多种数据，使多种数据间的坐标系相对应并任意选择多种数据的一部分或全部，再用选择出来的数据生成测长SEM中用来观察半导体图形的拍摄方案。
文档编号H01L21/66GK1971571SQ20061014441
公开日2007年5月30日 申请日期2006年11月7日 优先权日2005年11月25日
发明者长友涉, 宫本敦, 松冈良一 申请人:株式会社日立高新技术