JP2004013095A - パターン画像比較方法、パターン画像比較装置及びプログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力ステップと、第1のパターン画像及び第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、パターン画像比較技術に関し、特に設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年のレチクルマスクの作製においては、OPC処理(光近接効果補正法)を行ない、半導体ウエハ等の基板に転写されたパターンが、正確に設計パターンを再現出来るか否かが、レチクルマスクの品質の善し悪しになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、OPC処理等に使用される補助パターン等は、寸法だけでなく形状や面積の変化により、形成されるパターンが変わる可能性がある。転写されたパターンを保証するには、形状や面積等の二次元的パターンによる保証が今後必要となる。そして、これらのパターン形状を数値で管理(ある値までは問題なしと定義)し、パターン形状の保証をして行く必要性がある。従来は、パターン形状に対する数値化の定義が無いため、許容範囲の設定が非常に困難だった。
【0004】
本発明の目的は、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較することにより、パターン保証の管理を容易にすることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力ステップと、設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力ステップと、第1のパターン画像及び第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出ステップと、算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップとを有するパターン画像比較方法が提供される。
【0006】
数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。CADデータ101は、レチクルマスク又は半導体装置のための設計データであり、CAD(computer−aided design)により生成されたデータである。コンバータ103は、CADデータ101及びパラメータ102を基に、製造データ104を生成する。レチクル露光装置105は、製造データ104を基にレチクルマスク106上に電子ビームでパターンを描画する。このパターン画像比較装置は、元の製造データ104のパターンとレチクルマスク106のパターンとの比較を行い、レチクルマスク106のパターンの合否判定を行う。以下、その方法を説明する。
【0008】
走査電子顕微鏡(SEM:scanning electron microscope)107を用いて、2つの方法により選択的にレチクルマスク106の画像データIDB又は画像データIDCを生成することができる。第1の方法として、SEM107が、光学的なレチクルマスク106のパターンを、電気的な画像データIDBに変換する。第2の方法として、SEM107で観察されたレチクルマスク106のパターンの写真110をプリントする。次に、イメージスキャナ111が、写真110のパターンを画像データIDCに変換する。SEM107は、通常の顕微鏡でもよい。画像データIDB及び画像データIDCは、生成方法が異なるが、共にレチクルマスク106の画像データである。以下、画像データIDBを用いる場合を例に説明する。
【0009】
以下の処理は、コンピュータ113が行う。コンピュータ113の処理部120は、倍率設定部121及びコンバータ122を有し、製造データ104に対して倍率の設定を行い、画像データIDAを生成する。画像データIDA及び画像データIDBは、コンピュータ113に記録される。
【0010】
コンピュータ113の処理部130は、ビットマップ化部131、コントラスト制御部132、領域設定部133、倍率合わせ部134及びパターン形状チェック部135を有する。ビットマップ化部131は、画像データIDA及びIDBをビットマップ形式に変換する。コントラスト制御部132は、画像データIDA及びIDBのコントラストを制御し、2値デジタル画像にする。領域設定部133は、画像データIDA及びIDBの中から、比較対象の領域を設定する。倍率合わせ部134は、画像データIDA及びIDBのパターンのサイズを合わせるために、各画像データの倍率を調整する。パターン形状チェック部135は、画像データIDAの設計データパターンと画像データIDBのレチクルマスクパターンの形状を比較し、レチクルマスク106のパターンの合否判定を出力する。
【0011】
図2(A)及び(B)は、図1の倍率合わせ設定部134の処理を示す図である。図2(A)は画像データIDAに対する処理であり、図2(B)は画像データIDBに対する処理である。
【0012】
図2(A)において、画像データIDAは、設計データのパターン画像である。比較対象パターンがパターン201の場合、比較対象パターン201及びそれに隣接するパターン202を画像データIDAから抽出する。例えば、比較対象パターン201の大きさが1μmであり、隣接パターン202の大きさが1μmであり、パターン201及び202の間隔が1μmである。まず、比較対象パターン201及び隣接パターン202のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は2μmである。
【0013】
図2(B)において、画像データIDBは、レチクルマスクのパターン画像である。比較対象パターンがパターン211の場合、比較対象パターン211及びそれに隣接するパターン212を画像データIDBから抽出する。ここで、パターン211及び212は、図2(A)のパターン201及び202に対応するものである。まず、比較対象パターン211及び隣接パターン212のそれぞれの重心を求め、その重心間の距離を求める。例えば、重心間の距離は1.5μmである。この場合、図2(A)の重心間距離(2μm)と図2(B)の重心間距離(1.5μm)とは一致していない。すなわち、パターン201及び211のサイズが合っていないので、両者を比較することができない。そこで、パターン211及び212の倍率を調整する。例えば、重心間距離が2μmになるまで、パターン211及び212を拡大し、パターン213及び214を得る。これにより、倍率合わせが終了し、パターン201とパターン213との比較が可能になる。なお、パターン202及び214は、倍率合わせのためにのみ用いられる。
【0014】
図3(A)〜(C)は、図1のパターン形状チェック部135の処理を示す図である。図3(A)は、設計データの画像データIDAのパターン301を示す。パターン301のうち、任意の領域を比較対象領域302として設定することができる。例えば、比較対象領域302は、パターン301のコーナーの他、ホール及びライン等に設定することができる。ここでは、比較対象領域302の面積s0を基に比較を行う場合を説明する。比較対象領域302の面積s0は、例えば25画素である。
【0015】
図3(B)及び(C)は、レチクルマスクの画像データIDBの比較対象領域303及び304を示す。図3(B)の場合、比較対象領域303の面積s2は例えば24画素であり、上記の面積s0(25画素)よりも1画素だけ少ないので、合格と判定することができる。図3(C)の場合、比較対象領域304の面積s3は例えば22画素であり、上記の面積s0(25画素)よりも3画素少ないので、不合格と判定することができる。すなわち、設計データの画像データの比較対象領域302の面積s0とレチクルマスクの画像データの比較対象領域303,304の面積s2,s3との差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。一般的には、面積比較の方法により、合否を判定することができるが、場合により図4(A)及び(B)に示すような不都合が生じることがある。
【0016】
図4(A)は、設計データの画像データIDAのパターン401を示す。パターン401の比較対象領域402は、面積s0が例えば25画素である。図4(B)は、レチクルマスクの画像データIDBの比較対象領域403を示す。比較対象領域403は、面積s1が例えば25画素である。面積s0及びs1は共に25画素で同じであるが、比較対象領域402及び403は形状がかなり異なるので、不合格にすべきである。この不都合を解消するための方法を、図5(A)〜(D)に示す。
【0017】
図5(A)は、設計データの画像データIDAのパターン500を示す。ここでは、面積及び外周の2つのパラメータを用いて比較を行う。パターン500は、例えば、面積s1が25画素であり、外周d1が10である。外周d1は、外周の画素の辺の長さである。ここで、レチクルマスクの画像データIDBが、パターン500と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Kを求める。
【0018】
【0019】
形状係数Kが1に近いほど、画像データIDAのパターンと画像データIDBのパターンとの一致率が高くなる。このように、面積及び外周の2つのパラメータを用いて、画像データIDA及びIDBの比較を行えば、図4(B)のパターンの場合でも、良好な合否判定を行うことができる。すなわち、上記形状係数Kの値の1からのずれが所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【0020】
図5(B)は、レチクルマスクの画像データIDBのパターン501を示す。パターン501は、例えば、面積s2が25画素であり、外周d2が12である。パターン500及び501は、外周のみが異なる。この場合、面積s2及び外周d2を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0021】
【0022】
図5(C)は、レチクルマスクの画像データIDBの他のパターン502を示す。パターン502は、例えば、面積s3が24画素であり、外周d3が10である。パターン500及び502は、面積のみが異なる。この場合、面積s3及び外周d3を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0023】
【0024】
図5(D)は、レチクルマスクの画像データIDBの他のパターン503を示す。パターン503は、例えば、面積s4が15画素であり、外周d4が8である。パターン500及び503は、面積及び外周が異なる。この場合、面積s4及び外周d4を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0025】
【0026】
次に、図6(A)〜(D)を参照しながら、他の外周の求め方を説明する。図5(A)〜(D)では、外周の画素の辺の長さを外周とした。図6(A)〜(D)では、外周の画素の個数を外周とする。図6(A)〜(D)のパターンは、それぞれ図5(A)〜(D)のパターンと同じである。
【0027】
図6(A)は、設計データの画像データIDAのパターン600を示す。パターン600は、例えば、面積s5が25画素であり、外周d5が9である。外周d5は、外周の画素の個数である。ここで、レチクルマスクの画像データIDBが、パターン600と同じ形状の場合を考える。この場合、面積及び外周を用いて、以下の形状係数Kを求める。
【0028】
【0029】
形状係数Kが1に近いほど、画像データIDAのパターンと画像データIDBのパターンとの一致率が高くなる。画像の解像度が高い場合に、図6(A)〜(D)の方法が有効である。
【0030】
図6(B)は、レチクルマスクの画像データIDBのパターン601を示す。パターン601は、例えば、面積s6が25画素であり、外周d6が8である。この場合、面積s6及び外周d6を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0031】
【0032】
図6(C)は、レチクルマスクの画像データIDBの他のパターン602を示す。パターン602は、例えば、面積s7が24画素であり、外周d7が8である。この場合、面積s7及び外周d7を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0033】
【0034】
図6(D)は、レチクルマスクの画像データIDBの他のパターン603を示す。パターン603は、例えば、面積s8が15画素であり、外周d8が6である。この場合、面積s8及び外周d8を用いて、以下の形状係数Kを求めることができる。
【0035】
【0036】
図7は、図1のコンピュータ113のハードウエア構成図である。バス701には、中央処理装置(CPU)702、ROM703、RAM704、ネットワークインタフェース705、入力装置706、出力装置707及び外部記憶装置708が接続されている。
【0037】
CPU702は、データの処理及び演算を行うと共に、バス701を介して接続された上記の構成ユニットを制御するものである。ROM703には、予めブートプログラムが記憶されており、このブートプログラムをCPU702が実行することにより、コンピュータが起動する。外部記憶装置708にコンピュータプログラムが記憶されており、そのコンピュータプログラムがRAM704にコピーされ、CPU702により実行される。このコンピュータは、コンピュータプログラムを実行することにより、後に説明する図8等のフローチャートの処理を行う。
【0038】
外部記憶装置708は、例えばハードディスク記憶装置等であり、電源を切っても記憶内容が消えない。外部記憶装置708は、コンピュータプログラム及び画像データ等を記録媒体に記録したり、記録媒体からコンピュータプログラム及び画像データ等を読み出すことができる。
【0039】
ネットワークインタフェース705は、ネットワークに対してコンピュータプログラム及び画像データ等を入出力することができる。入力装置706は、例えばキーボード及びポインティングデバイス(マウス)等であり、各種指定又は入力等を行うことができる。出力装置707は、ディスプレイ及びプリンタ等である。
【0040】
図8は、図1のコンピュータ113が行う処理を示すフローチャートである。ステップS801では、設計データパターン(以下、原図形パターンという)の画像データIDAを取り込み、外部記憶装置708に記録する。次に、ステップS802では、原図形パターンの画像データIDAをビットマップ形式に変換する。次に、ステップS803では、レチクルマスクパターン(以下、測定図形パターンという)の画像データIDBを取り込み、外部記憶装置708に記録する。次に、ステップS804では、測定図形パターンの画像データIDBをビットマップ形式に変換する。次に、ステップS805では、画像データIDA及びIDBの倍率合わせ及び抽出領域設定を行う。倍率合わせは、図2(A)及び(B)に示した処理である。抽出領域設定は、図3(A)のパターン301中の比較対象領域302を設定する処理である。次に、ステップS806では、ビットマップの画像データIDA及びIDBの高コントラスト化を行い、2値デジタル画像に変換する。次に、ステップS807では、パターン形状チェック処理を行う。パターン形状チェック処理は、図5(A)〜(D)等に示した処理であり、画像データIDA及びIDBを比較し、レチクルパターンの画像データIDBの合否判定を出力する。
【0041】
図9(A)及び(B)は、図8の処理の具体例を説明するための図である。図9(A)は、画像データIDAの原図形パターン901を示す。原図形パターン901は、例えば正方形である。図9(B)は、画像データIDBの測定図形パターン902を示す。測定図形パターン902は、原図形パターン901に比べ、コーナー部が丸くなっている。測定図形パターン902では、コーナー部の形状が崩れ易いので、コーナー部に比較対象領域903を設定する。そして、比較対象領域903について、原図形パターン901及び測定図形パターン902の比較を行う。
【0042】
図10(A)及び(B)は、図8の処理の他の具体例を説明するための図である。図10(A)は、画像データIDAの原図形パターン1001を示す。原図形パターン1001は、例えば正方形のコーナー部に補助パターンが存在する。図10(B)は、画像データIDBの測定図形パターン1002を示す。測定図形パターン1002は、原図形パターン1001に比べ、補助パターン部が丸くなってしまっている。測定図形パターン1002では、補助パターン部の形状が崩れ易いので、補助パターン部に比較対象領域1003を設定する。そして、比較対象領域1003について、原図形パターン1001及び測定図形パターン1002の比較を行う。
【0043】
図11は、図8のステップS807のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。ステップS1101では、原図形パターンのドット(画素)数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップS1102では、測定図形パターンのドット(画素)数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップS1103では、原図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップS1104では、測定図形パターンの外周をカウントする。次に、ステップS1105では、面積及び外周を基に、上記の形状係数Kを求める。次に、ステップS1106では、算出した形状係数Kとしきい値との比較を行い、形状係数Kが許容範囲内にあるか否かをチェックする。次に、ステップS1107では、上記の比較結果を出力する。例えば、レチクルマスクの合否判定を出力装置707に出力する。
【0044】
図9(A)及び(B)の場合を例に説明する。例えば、原図形パターン901は、面積が49220であり、外周が887であった。測定図形パターン902は、面積が44298であり、外周が826であった。その結果、形状係数Kは0.837になった。パターン画像の形状を数値化することができるので、評価が容易である。
【0045】
(第2の実施形態)
図12(A)は、本発明の第2の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図8のステップS807の処理である。まず、ステップS1201では、測定図形パターンを縮小(マイナスサイジング又はマイナススケーリング)する。次に、ステップS1202では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大(プラスサイジング又はプラススケーリング)し、元のサイズに戻す。以下、ステップS1203〜S1209の処理を行う。ステップS1203〜S1209は、図11のステップS1101〜S1107の処理と同じである。この処理の詳細を、図13(A)及び(B)を参照しながら説明する。
【0046】
図13(A)は画像データIDAに対する処理を示し、図13(B)は画像データIDBに対する処理を示す。
図13(A)において、画像データIDAからパターン1301を抽出し、パターン1301中に比較対象領域1302を設定する。その比較対象領域1302中のパターン1303が比較対象になる。
【0047】
一方、図13(B)において、画像データIDBからパターン1311を抽出し、パターン1311中に比較対象領域1312を設定する。次に、その比較対象領域1312中のパターン1313を所定のサイジング量で縮小し、パターン1314を生成する。次に、パターン1314を同じサイジング量で拡大して、パターン1315を生成する。パターン1313及び1315は、同じサイズではあるが、全く同じ形状であるとは限らない。パターン1315は、パターン1313に比べ、空間的高周波成分が除去される。この処理後の測定図形パターン1315と原図形パターン1303を比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【0048】
図14(A)は、縮小及び拡大のサイジング量が大きい場合の例を示す。パターン1401を大きなサイジング量で縮小し、パターン1402を生成し、それを拡大してパターン1403を生成する。すると、測定図形パターン1403は、正方形になり、原図形パターンと同じになる。
【0049】
一方、図14(B)は、縮小及び拡大のサイジング量が小さい場合の例を示す。パターン1411を小さなサイジング量で縮小し、パターン1412を生成し、それを拡大してパターン1413を生成する。すると、測定図形パターン1413は、正方形にはならず、原図形パターンと異なる形状になる。このように、サイジング量を調整することにより、形状比較の際の許容範囲を調整することができる。この場合、所定のサイジング量で縮小及び拡大を行った後の測定図形パターンに対する形状係数Kの1からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【0050】
上記の図12(A)の処理は、サイジング量又はスケーリング量を固定して行う場合を説明したが、サイジング量又はスケーリング量を可変にして行う方法を、図12(B)を参照しながら説明する。
【0051】
図12(B)は、図8のステップS807の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップS1211では、測定図形パターンを縮小(マイナスサイジング又はマイナススケーリング)する。次に、ステップS1212では、一旦縮小した測定図形パターンを拡大(プラスサイジング又はプラススケーリング)し、元のサイズに戻す。次に、ステップS1213では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Kを算出する。次に、ステップS1214では、形状係数Kが許容範囲(約1)内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップS1215へ進み、一致していなければステップS1211へ戻る。縮小及び拡大した測定図形に対して、さらに同じ量だけ縮小及び拡大を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップS1215へ進む。ステップS1215では、上記の合計サイジング量又は合計スケーリング量を算出する。次に、ステップS1216では、合計サイジング量又は合計スケーリング量を基に、合否判定を出力する。すなわち、測定図形パターンが原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計のサイジング量又はスケーリング量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率とサイジング量(又はスケーリング量)とに応じて比較結果を出力することになる。
【0052】
(第3の実施形態)
図15は、本発明の第3の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図8のステップS807の処理である。まず、ステップS1501では、原図形パターンのドット(画素)数をカウントし、原図形パターンの面積を算出する。次に、ステップS1502では、測定図形パターンのドット(画素)数をカウントし、測定図形パターンの面積を算出する。次に、ステップS1503では、重心座標を求めるために、原図形パターン及び測定図形パターンの原点座標を設定する。次に、ステップS1504では、原図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップS1505では、測定図形パターンの重心座標値を算出する。次に、ステップS1506では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積(ドット数)を比較する。次に、ステップS1507では、原図形パターン及び測定図形パターンの重心座標値を比較する。次に、ステップS1508では、上記の面積及び重心座標値の比較結果に応じて、原図形パターン及び測定図形パターンの形状比較結果を出力する。以下、この処理の詳細を説明する。
【0053】
図16(A)は原図形パターン1600及び1610を示し、図16(B)はそれに対応する測定図形パターン1620及び1630を示す。
図16(A)において、原図形パターン1600は、パターン1601及び1602を有する。パターン1601及び1602の重心の算出方法を説明する。まず、パターン1601の頂点を結ぶ対角線1603及び1604を求める。次に、対角線1603及び1604の交点を重心1605として求める。同様に、パターン1602の対角線1606及び1607の交点を重心1608として求める。また、原図形パターン1610は、パターン1611及び1612を有する。まず、パターン1611の対角線1613及び1614の交点を重心1615として求める。次に、パターン1612の対角線1616及び1617の交点を重心1618として求める。例えば、原図形パターン1600の面積は440画素であり、パターン1601の重心1605は座標(19,26)であり、パターン1602の重心1608は座標(19,17)である。また、原図形パターン1610の面積は440画素であり、パターン1611の重心1615は座標(44,31)であり、パターン1612の重心1618は座標(44,21)である。
【0054】
以上のように、例えばパターン1600が複数の矩形パターン1601及び1602からなる場合には、各矩形パターンに分割する。そして、各矩形パターン毎に重心を求める。
【0055】
図16(B)において、測定図形パターン1620は、パターン1621及び1622を有する。まず、パターン1621の対角線1623及び1624の交点を重心1625として求める。次に、パターン1622の対角線1626及び1627の交点を重心1628として求める。また、測定図形パターン1630は、パターン1631及び1632を有する。まず、パターン1631の対角線1633及び1634の交点を重心1635として求める。次に、パターン1632の対角線1636及び1637の交点を重心1638として求める。例えば、測定図形パターン1620の面積は424画素であり、パターン1621の重心1625は座標(19,28)であり、パターン1622の重心1628は座標(19,17)である。また、原図形パターン1630の面積は424画素であり、パターン1631の重心1635は座標(44,31)であり、パターン1632の重心1638は座標(44,15)である。
【0056】
なお、上記では面積及び重心座標の比較を行ったが、面積及び対角線の長さの比較を行ってもよい。例えば、図16(A)では、原図形パターン1600の面積は440画素であり、パターン1601の対角線1603の長さが24であり、対角線1604の長さが24である。また、原図形パターン1610の面積は440画素であり、パターン1611の対角線1613の長さが24であり、対角線1614の長さが24である。
【0057】
一方、図16(B)では、測定図形パターン1620の面積は424画素であり、パターン1621の対角線1623の長さが21であり、対角線1624の長さが21である。また、測定図形パターン1630の面積は424画素であり、パターン1631の対角線1633の長さが21であり、対角線1634の長さが21である。
【0058】
図17(A)は、図16(B)の対角線1626及び1627の算出方法を説明するための図である。まず、パターン1622を4角形(矩形)とみなし、各辺の延長線上の4つの交点を頂点1701〜1704とする。次に、4つの頂点1701〜1704を結ぶように対角線1626及び1627を引く。対角線1626及び1627の長さは、パターン1622の端から端までの長さである。
【0059】
図17(B)は、図16(B)の対角線1636及び1637の算出方法を説明するための図である。まず、パターン1632を4角形(矩形)とみなし、各辺の延長線上の4つの交点を頂点1711〜1714とする。次に、4つの頂点1711〜1714を結ぶように対角線1636及び1637を引く。対角線1636及び1637の長さは、パターン1632の端から端までの長さである。
【0060】
上記の方法により、対角線を算出し、原図形パターン及び測定図形パターンを比較する。面積及び重心座標(又は対角線の長さ)を基に比較することにより、レチクルマスクのパターン形状の評価を行うことができる。すなわち、原図形パターンと測定図形パターンとの間の面積及び重心座標位置(又は対角線の長さ)における差異が所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定する。
【0061】
(第4の実施形態)
図18(A)は、本発明の第4の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図8のステップS807の処理である。まず、ステップS1801では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。以下、ステップS1802〜S1808の処理を行う。ステップS1802〜S1808は、図11のステップS1101〜S1107の処理と同じである。本実施形態は、測定図形パターンではなく、原図形パターンを加工する点が第2の実施形態と異なる。この処理の詳細を、図19(A)及び(B)を参照しながら説明する。
【0062】
図19(A)は画像データIDAに対する処理を示し、図19(B)は画像データIDBに対する処理を示す。図19(A)において、まず、画像データIDAからパターン1901を抽出する。次に、パターン1901をフィルタ等で加工し、パターン1902を生成する。そのパターン1902が比較対象になる。図19(B)において、画像データIDBからパターン1911を抽出する。このパターン1911が比較対象になる。原図形パターン1902と測定図形パターン1911とを比較することにより、大まかな形状の比較が可能になる。
【0063】
上記のフィルタは、レチクルマスク上にパターンを描画する電子ビームの性質を考慮した特性のフィルタが好ましい。測定図形パターンを加工して原図形パターンに近づけることが困難な場合には、原図形パターンを加工して測定図形パターンに近づけて両者の比較を行い、合否判定を行う。すなわち、所定の加工量でフィルタ加工を行った後の原図形パターンに対する形状係数Kの1からのずれが、所定の許容範囲内にあるとき、合格と判定される。
【0064】
上記の図18(A)の処理は、フィルタ等の加工量を固定して行う場合を説明したが、加工量を可変にして行う方法を、図18(B)を参照しながら説明する。図18(B)は、上記の図12(B)に対応する処理である。
【0065】
図18(B)は、図8のステップS807の他のパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップS1811では、原図形パターンをフィルタ等で加工する。次に、ステップS1812では、原図形パターン及び測定図形パターンの面積及び外周を求め、形状係数Kを算出する。次に、ステップS1215では、形状係数Kが許容範囲(約1)内か否かをチェック、すなわち原図形パターン及び測定図形パターンの形状がほぼ一致しているか否かをチェックする。ほぼ一致していればステップS1814へ進み、一致していなければステップS1811へ戻る。加工した測定図形に対して、さらに同じ量だけ加工を行うことにより、やがて測定図形パターンは原図形パターンにほぼ一致する。ほぼ一致すると、ステップS1814へ進む。ステップS1814では、上記の合計加工量を算出する。次に、ステップS1815では、合計加工量を基に、合否判定を出力する。この場合、原図形パターン及び測定図形パターンの一致率と加工量とに応じて比較結果を出力することになる。すなわち、測定図形パターンと原図形パターンに所定の許容範囲内で一致するようになるまでに要した、合計の加工量が所定の基準値より少ないとき、合格と判定される。
【0066】
(第5の実施形態)
図20は、本発明の第5の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。パターン形状チェック処理は、図8のステップS807の処理である。まず、ステップS2001では、原図形パターンの外周の画素数をカウントする。次に、ステップS2002では、原図形パターン及び測定図形パターンを重ね合わせる。次に、ステップS2003では、原図形パターン及び測定図形パターンの外周の重なり画素数をカウントする。次に、ステップS2004では、ステップS2001で算出した原図形パターンの外周の画素数とステップS2003で算出した重なった外周の画素数との比率を算出する。次に、ステップS2005では、上記の比率に応じて、レチクルマスクのパターンの合否判定を出力する。比率が1に対して所定の許容範囲内で近ければ、合格である。以下、この処理の詳細を説明する。
【0067】
図21(A)は画像データIDAを示し、図21(B)は画像データIDBを示す。まず、画像データIDAから原図形パターン2101を抽出し、画像データIDBから測定図形パターン2102を抽出する。次に、原図形パターン2101の外周の画素数をカウントする。例えば、外周の1辺当たりの画素数は10である。次に、原図形パターン2101及び測定図形パターン2102を重ね合わせると、図21(C)のようになる。次に、原図形パターン2101の外周と測定図形パターン2102の外周の重なり部分2111の画素数をカウントする。この場合、重なり部分2111の一辺当たりの画素数は8である。したがって、原図形パターン2101の外周の画素数と重なり部分2111の画素数との比率は0.8であり、合格とすることができる。
【0068】
図21(D)の場合、原図形パターン2101と測定図形パターン2103との比較を行う。原図形パターン2101の外周と測定図形パターン2103の外周の重なり部分2112の画素数は、一辺当たり6である。したがって、原図形パターン2101の外周の画素数と重なり部分2112の画素数との比率は0.6であり、合格とすることができる。
【0069】
図21(E)の場合、原図形パターン2101と測定図形パターン2104との比較を行う。原図形パターン2101の外周と測定図形パターン2104の外周の重なり部分2113の画素数は、一辺当たり4である。したがって、原図形パターン2101の外周の画素数と重なり部分2114の画素数との比率は0.4であり、不合格とすることができる。
【0070】
なお、上記では原図形パターンの外周の画素数を基準に比率を求める場合を例に説明したが、測定図形パターンが原図形パターンよりも大きくなってしまった場合には測定図形パターンの外周の画素数を基準にして比率を求めてもよい。
【0071】
また、第1〜第5の実施形態ではレチクルマスクのパターン形状を評価する場合を例に説明したが、同様に半導体装置(半導体ウエハ)上のパターン形状を評価することもできる。
【0072】
以上のように、第1〜第5の実施形態では、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出し、そのパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することができる。面積だけの比較では合否判定が困難な場合には、面積及び外周の比較を行って合否判定を行うことができる。すなわち、原図形パターン及び測定図形パターンの一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも2つのパラメータを算出し、2つ以上のパラメータを基に原図形パターンと測定図形パターンとの比較結果を出力することが好ましい。
【0073】
数値化が可能なパラメータを算出し、原図形パターン(設計データのパターン画像)と測定図形パターン(レチクルマスク又は半導体装置のパターン画像)とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【0074】
上記の実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、プログラムをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムを記録したCD−ROM等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体又はかかるプログラムを伝送するインターネット等の伝送媒体も本発明の実施形態として適用することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。上記のプログラム、記録媒体、伝送媒体及びプログラムプロダクトは、本発明の範疇に含まれる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることができる。
【0075】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【0076】
本発明の実施形態は、例えば以下のように種々の適用が可能である。
(付記1)レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力ステップと、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力ステップと、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出ステップと、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップと
を有するパターン画像比較方法。
(付記2)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも2つのパラメータを算出する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記3)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積及び外周を算出する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記4)前記出力ステップは、前記算出した第1のパターン画像の面積及び外周を乗算した値と、前記算出した第2のパターン画像の面積及び外周を乗算した値とを比較した結果を出力する付記3記載のパターン画像比較方法。
(付記5)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像の面積及び外周と、前記第2のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出する付記4記載のパターン画像比較方法。
(付記6)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像の面積及び外周と、前記第2のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記3記載のパターン画像比較方法。(付記7)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第2のパターン画像の面積及び外周とを算出する付記4記載のパターン画像比較方法。
(付記8)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像を加工したパターン画像の面積及び外周と、前記第2のパターン画像の面積及び外周とを算出し、
前記出力ステップは、前記算出した両者の面積及び外周の一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記3記載のパターン画像比較方法。
(付記9)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像のパラメータと、前記第2のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像のパラメータとを算出する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記10)前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記縮小及び拡大の率とに応じて比較結果を出力する付記9記載のパターン画像比較方法。
(付記11)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像を加工したパターン画像のパラメータと、前記第2のパターン画像のパラメータとを算出する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記12)前記出力ステップは、前記算出した両者のパラメータの一致率と前記加工量とに応じて比較結果を出力する付記11記載のパターン画像比較方法。
(付記13)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積及び重心を算出する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記14)前記算出ステップは、前記第1のパターン画像の外周と前記第2のパターン画像の外周との重なり量を算出し、
前記出力ステップは、前記外周の重なり量に応じて比較結果を出力する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記15)前記出力ステップは、前記外周の重なり量と前記第1又は第2のパターン画像の外周との比率に応じて比較結果を出力する付記14記載のパターン画像比較方法。
(付記16)前記第2のパターン画像は、前記設計データを基に製造されたレチクルマスクのパターン画像である付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記17)前記第1及び第2の入力ステップは、前記第1及び第2のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記18)前記第1及び第2の入力ステップは、前記第1のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とそれに対応する前記第2のパターン画像内の複数のパターンの重心の間隔とが一致するように前記第1及び第2のパターン画像のサイズを合わせて入力する付記17記載のパターン画像比較方法。
(付記19)前記第1及び第2のパターン画像は2値デジタル画像である付記1記載のパターン画像比較方法。
(付記20)レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力手段と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力手段と、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出手段と、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手段と
を有するパターン画像比較装置。
(付記21)レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力手順と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力手順と、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出手順と、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【0077】
【発明の効果】
以上説明したように、数値化が可能なパラメータを算出し、設計データのパターン画像とレチクルマスク又は半導体装置のパターン画像とを比較するので、比較が容易であり、パターン保証を簡単に管理することができる。また、確実なパターン保証を行うことができるので、レチクルマスク及び半導体装置のパターン精度が保証され、レチクルマスク及び半導体装置の歩留り及び性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態によるパターン画像比較装置の構成を示す図である。
【図2】図2(A)及び(B)は倍率合わせ設定部の処理を示す図である。
【図3】図3(A)〜(C)はパターン形状チェック部の処理を示す図である。
【図4】図4(A)及び(B)は2つのパターン画像の面積を比較する処理を示す図である。
【図5】図5(A)〜(D)は2つのパターン画像の面積及び外周を比較する処理を示す図である。
【図6】図6(A)〜(D)は2つのパターン画像の面積及び外周を比較する他の処理を示す図である。
【図7】コンピュータのハードウエアを示す構成図である。
【図8】コンピュータが行う処理を示すフローチャートである。
【図9】図9(A)及び(B)は図8の処理の具体例を説明するための図である。
【図10】図10(A)及び(B)は図8の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図11】パターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図12】図12(A)及び(B)は本発明の第2の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図13】図13(A)及び(B)は図12(A)の処理の具体例を説明するための図である。
【図14】図14(A)及び(B)は図12(A)の処理の他の具体例を説明するための図である。
【図15】本発明の第3の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図16】図16(A)及び(B)は図15の処理の具体例を説明するための図である。
【図17】図17(A)及び(B)は対角線の求め方を説明するための図である。
【図18】図18(A)及び(B)は本発明の第4の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図19】図19(A)及び(B)は図18(A)の処理の具体例を説明するための図である。
【図20】本発明の第5の実施形態によるパターン形状チェック処理の詳細を示すフローチャートである。
【図21】図21(A)〜(E)は図20の処理の具体例を説明するための図である。
【符号の説明】
101 CADデータ
102 パラメータ
103 コンバータ
104 製造データ
105 レチクル露光装置
106 レチクルマスク
107 SEM
108 倍率パラメータ
110 写真
111 イメージスキャナ
113 コンピュータ
121 倍率設定部
122 コンバータ
131 ビットマップ化部
132 コントラスト制御部
133 領域設定部
134 倍率合わせ部
135 パターン形状チェック部
701 バス
702 CPU
703 ROM
704 RAM
705 ネットワークインタフェース
706 入力装置
707 出力装置
708 外部記憶装置
Claims (10)
- レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力ステップと、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力ステップと、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出ステップと、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力ステップと
を有するパターン画像比較方法。 - 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも2つのパラメータを算出する請求項1記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積及び外周を算出する請求項1記載のパターン画像比較方法。
- 前記出力ステップは、前記算出した第1のパターン画像の面積及び外周を乗算した値と、前記算出した第2のパターン画像の面積及び外周を乗算した値とを比較した結果を出力する請求項3記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像のパラメータと、前記第2のパターン画像を一旦縮小した後に拡大したパターン画像のパラメータとを算出する請求項1記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像を加工したパターン画像のパラメータと、前記第2のパターン画像のパラメータとを算出する請求項1記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積及び重心を算出する請求項1記載のパターン画像比較方法。
- 前記算出ステップは、前記第1のパターン画像の外周と前記第2のパターン画像の外周との重なり量を算出し、
前記出力ステップは、前記外周の重なり量に応じて比較結果を出力する請求項1記載のパターン画像比較方法。 - レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力手段と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力手段と、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出手段と、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手段と
を有するパターン画像比較装置。 - レチクルマスク又は半導体装置のための設計データに基づく第1のパターン画像を入力する第1の入力手順と、
前記設計データを基に製造されたレチクルマスク又は半導体装置の第2のパターン画像を入力する第2の入力手順と、
前記第1のパターン画像及び前記第2のパターン画像の一部又は全部の面積、外周、重心及び対角線のパラメータのうちの少なくとも1つのパラメータを算出する算出手順と、
前記算出した第1及び第2のパターン画像のパラメータを基に、レチクルマスク又は半導体装置のパターンと設計データのパターンとの比較結果を出力する出力手順と
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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