パターン検査装置および方法

【課題】検査対象パターン画像と、設計データ等の検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査対象パターンを検査するパターン検査装置および方法を提供する。
【解決手段】検査対象パターン画像と検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成部１１と、検査対象パターン画像を生成する画像生成装置７と、検査対象パターン画像のエッジを検出し、検査対象パターン画像のエッジと線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、検査対象パターンを検査する検査部１２とを備え、データに基づいて製造された半導体デバイスから欠陥情報を得て、得られた欠陥情報から、データを構成する同じ幾何学情報に関連する繰り返し発生する欠陥を認識する繰り返し欠陥認識部２５を備えた。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記データに基づいて製造された半導体デバイスから欠陥情報を得て、前記得られた欠陥情報から、前記データを構成する同じ幾何学情報に関連する繰り返し発生する欠陥を認識することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査して、前記データに基づいて製造された半導体デバイスに対応するホトマスクパターンを複数もつホトマスクから製造された半導体デバイスから欠陥情報を得る検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記ホトマスクを使った一度の露光で同時に製造された複数の半導体デバイスの同一の検査領域から得られた欠陥情報から繰り返し発生する欠陥を認識し、前記欠陥情報の中の全ての欠陥から前記繰り返し発生する欠陥を除いた欠陥を繰り返し発生しない欠陥と認識し、前記ホトマスクを使った別の一度の露光で製造された半導体デバイスから得られた欠陥情報の中の欠陥が前記繰り返し発生しない欠陥の位置もしくは近傍に存在しているか判断することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項３】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、良品と判断された試料の前記検査対象パターンの検査結果を用いて、前記検査対象パターンの検査において擬似欠陥を無視することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項４】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記検査対象パターン画像と検査時の工程に関する前記基準パターンとをマッチングし、前記検査対象パターン画像と前記検査時の工程の前工程に関する前記基準パターンとをマッチングして、前記検査時の工程で形成されたパターンと前記検査時の工程の前工程で形成されたパターンとの位置関係を検査することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項５】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンに対応させ、得られた前記検査対象パターン画像のエッジを外形として抽出する手段と、
前記外形抽出手段で得られた外形と、別の検査対象パターンの画像から前記外形抽出手段で得られた外形もしくはシミュレータで得られた外形とを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段を備えたパターン検査装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン検査装置において、前記検査対象パターン画像のエッジを移動することにより前記外形の補正もしくは外形上のノイズを除去することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項７】
請求項５に記載のパターン検査装置において、前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンと前記対応させられた前記検査対象パターン画像のエッジ間の距離を使用して前記外形のノイズを除去することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項８】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンに対応させ、得られた前記検査対象パターン画像のエッジを外形として抽出する手段と、
前記外形検出手段で得られた外形を出力する出力手段と、
前記出力された外形を使って前記検査対象パターンを検査する検査手段を備えたことを特徴とするパターン検査装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン検査装置において、前記出力手段は、前記外形を前記データの付加情報として出力することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１０】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、許容パターン変形量を逐次変えながら良品と判断された試料の同一の検査対象パターンを繰り返し検査して検査結果を得て、得られた検査結果から最適な許容パターン変形量を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１１】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段で得られた検査結果を、前記基準パターンの幾何学情報、前記データの情報、もしくは前記データに関連するデータの情報に基づいて分類することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１２】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターンから複数の画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記複数の検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、複数の検査対象パターン画像の歪量を得て、前記得られた複数の検査対象パターン画像の歪量を使用して、前記複数の検査対象パターン画像を補正し、前記補正された複数の検査対象パターン画像を使用して検査することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１３】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記検査対象パターン画像のエッジの分布を使って前記検査対象パターン画像の歪量を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のパターン検査装置において、前記検査対象パターン画像の歪量として画像の回転量もしくは倍率を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１５】
請求項１３に記載のパターン検査装置において、前記検査対象パターン画像のエッジの分布は前記検査対象パターンの直線部分に存在するエッジから得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１６】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を荷電粒子を走査して生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段は、前記検査対象パターンが存在する試料を連続に移動させ、インターレース走査もしくは画像加算走査により検査対象パターン画像を生成することを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１７】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を荷電粒子を走査して生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段は、画像調整値を変えながら、検査対象パターンが存在する試料を走査し、前記検査対象パターンを検査する検査手段は前記検査の結果から前記画像調整値に対応した評価値を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１８】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、フォーカス条件と照射線量条件を変化させて露光された半導体デバイスから、
直線部分、コーナー、もしくは終端のエッジプレイスメントエラーを持った欠陥、
孤立パターンのプレイスメントエラーを持った欠陥、
コーナーの曲率異常欠陥、
ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査により検出される欠陥、
直線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
ゲート線幅検査により検出される欠陥、
のうち少なくとも一つ以上の欠陥の検出により危険領域を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項１９】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、フォーカス条件と照射線量条件を変化させて露光された半導体デバイスから、
直線部分、コーナー、もしくは終端のエッジプレイスメントエラーを持った欠陥、
孤立パターンのプレイスメントエラーを持った欠陥、
コーナーの曲率異常欠陥、
ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査により検出される欠陥、
直線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
ゲート線幅検査により検出される欠陥、
のうち少なくとも一つ以上の欠陥の検出によりプロセスウインドを得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２０】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査装置であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像を生成する生成手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出する手段と、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査手段とを備え、
前記検査手段は、前記検査対象パターンを部分的に製造するために使用する製造パターンに対応する前記基準パターンの部分を使用して前記検査対象パターンを検査することにより、前記製造パターンの変形量を得ることを特徴とするパターン検査装置。
【請求項２１】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査方法であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、
前記検査対象パターン画像を生成し、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、
前記検査で、前記検査対象パターン画像と検査時の工程に関する前記基準パターンとをマッチングし、前記検査対象パターン画像と前記検査時の工程の前工程に関する前記基準パターンとをマッチングして、前記検査時の工程で形成されたパターンと前記検査時の工程の前工程で形成されたパターンとの位置関係を検査することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２２】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査方法であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、
前記検査対象パターン画像を生成し、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、
前記検査対象パターン画像のエッジを前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンに対応させ、得られた前記検査対象パターン画像のエッジを外形として抽出し、
前記抽出により得られた外形と、別の検査対象パターンの画像から前記外形抽出により得られた外形もしくはシミュレータで得られた外形とを比較することにより、前記検査対象パターンを検査するパターン検査方法。
【請求項２３】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査方法であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、
前記検査対象パターンから複数の画像を生成し、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、
前記複数の検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記複数の検査対象パターン画像の歪量を得て、前記得られた前記複数の検査対象パターン画像の歪量を使用して、前記複数の検査対象パターン画像を補正し、前記補正された複数の検査対象パターン画像を使用して検査することを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２４】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査方法であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、
前記検査対象パターン画像を生成し、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査し、
前記検査で、フォーカス条件と照射線量条件を変化させて露光された半導体デバイスから、
直線部分、コーナー、もしくは終端のエッジプレイスメントエラーを持った欠陥、
孤立パターンのプレイスメントエラーを持った欠陥、
コーナーの曲率異常欠陥、
ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査により検出される欠陥、
直線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
ゲート線幅検査により検出される欠陥、
のうち少なくとも一つ以上の欠陥の検出により危険領域を得ることを特徴とするパターン検査方法。
【請求項２５】
検査対象パターン画像と前記検査対象パターンを製造するために使用するデータを用いて検査するパターン検査方法であって、
前記データから線分もしくは曲線で表現された基準パターンを生成し、
前記検査対象パターン画像を生成し、
前記検査対象パターン画像のエッジを検出し、
前記検査対象パターン画像のエッジと前記線分もしくは曲線で表現された基準パターンとを比較することにより、前記検査対象パターンを検査する検査し、
前記検査手で、フォーカス条件と照射線量条件を変化させて露光された半導体デバイスから、
直線部分、コーナー、もしくは終端のエッジプレイスメントエラーを持った欠陥、
孤立パターンのプレイスメントエラーを持った欠陥、
コーナーの曲率異常欠陥、
ウェーハに形成されてはならない補正パターンの検査により検出される欠陥、
直線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
曲線形状パターンの線幅、平均線幅、スペース幅もしくは平均スペース幅の検査により検出される欠陥、
ゲート線幅検査により検出される欠陥、
のうち少なくとも一つ以上の欠陥の検出によりプロセスウインドを得ることを特徴とするパターン検査方法。

【図１】