JP4710191B2 - Photomask pattern shape automatic measurement method and apparatus, program therefor, photomask manufacturing method and semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は半導体製造のリソグラフィ工程に用いられるフォトマスクのマスクパターン画像の所望のパターン部分を自動分類しパターン形状を自動計測するためのフォトマスクパターン形状自動計測方法、およびフォトマスクパターン形状自動計測プログラムならびにフォトマスクパターン形状自動計測装置及びその装置をもちいてフォトマスクを製造する方法及びフォトマスクを用いて半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年の半導体LSIパターンの微細化に伴い、パターン原版としてのフォトマスク4も同様に微細化への対応を迫られており、同時に高精度化への要求は非常に厳しい。従来、フォトマスク4品質における重要項目として、欠陥・寸法精度・アライメントの3項目が特に重視されており、半導体の微細化が進む現在ではそれぞれの項目のマスクパターン1の形状特性値10を計測するための高精度なフォトマスク4専用検査装置が開発され使用されている。しかしフォトマスクパターン1の微細化による高精度化への要求は、前記3項目以外のあらゆる品質項目(パターン形状、パターンデータ保証、耐久性、クリーン度等)においても同様になりつつあり、特にマスクパターン形状特性値の精度については直接LSI回路の精度および性能に関わることから、かなり重視されるようになってきた。
【0003】
フォトマスク4のパターン形状7は、半導体回路16のマスクレイアウトの設計8において設計図面通りのパターン8が精度良くマスク4上に再現されていることが望ましいのは当然である。しかし、実際にはリソグラフィ技術を用いてガラス上の金属薄膜に微細なパターンを加工しているため、マスクパターン1と設計パターン8、9とは完全に同一形状ではなく、寸法差やコーナー部の丸みなど、微小な違い18が存在する。この違いはマスク4上で数十〜数百ナノメートル程度の大きさであることがほとんどであるが、近年の超LSIの微細化の進展によって、これが半導体回路16の特性に影響を与えることが懸念され始めている。すなわち、微細なパターンであるほど、パターン1自体に対して前記のパターン形状の違い18が相対的に大きくなり、半導体装置の特性値17に影響するようになってきたということである。
【0004】
また、近年の急激な微細化に伴い、投影露光技術において光学原理を積極的に利用することで前記のパターン形状の問題を改善しようという試みが盛んになってきている。その代表例は光近接効果補正マスク(以下OPCマスクと称する)である。ここでOPCマスクについて説明する。OPCマスクは、ウェハ露光転写時に回路パターン16形状が精度良く転写されるように、本来の回路パターン16に近接あるいは接触するようにして微細な光近接効果補正パターン(以下OPCパターンと称する)が付加されているマスクである。OPCパターンは、投影露光転写時に光学的近接効果が原因で生じる転写パターン形状の劣化に対して、近接するパターン同士の光干渉効果を利用して形状補正し、本来の設計パターン8を精度よく、半導体装置用基板19に転写可能にすることを目的とするパターンであり、本来の回路パターン16の四隅や隣接するパターンと最も近接する部分に配置されることが多い。また最近では回路パターン16全体を複雑に変形させるような種類のOPCパターンも提案されている。ただし、本来の回路パターン16としては不要なため、OPCパターン自身は転写されない程度に微細でなければならない。従って、OPCパターンは従来のパターンよりもかなり微細であるため、マスクパターン1の寸法ルールが従来のマスクよりも飛躍的に微細化することになり、マスク製造技術の点では非常に高度な微細加工技術を必要とする。もちろん、微細化の点では従来型のフォトマスク4も同様に進展していくことは確実であり、やはり高度な微細加工技術が要求されるようになっている。そこでフォトマスク製造及び検査技術の課題として重視されるようになったのが、前述のパターン形状特性値10の精度の問題である。
【0005】
マスク4品質上の点検項目としてパターン形状7を表す場合、様々な項目がある。例えば、パターンコーナー部の丸み(=コーナーラウンド)、直線パターンエッジ部のギザツキ(=エッジラフネス)、描画時のパターンズレ(=バッティングエラー)、形状歪み、テーパー形状など、パターンのそれぞれの部分ごとにチェックすべき項目がある。なお、括弧内はフォトマスク検査工程で通常使われている項目名である。さらに最近では、微細なパターンを精度良くウェハ19上に転写する上でOPCパターン等の形状の丸みが問題となる場合があり、パターン形状の矩形性なども考慮する必要が出てきている。
【0006】
これらのパターン形状7の精度を確認する手段として従来は、光学顕微鏡やSEMを用いてマスクパターン1の形状7観察を行い、パターン1のエッジのギザつきやパターン1のコーナー部の形状丸み等の項目について異常がないかどうかを検査者の目視観察によって判定していた。またその他の手段として、前述の光学顕微鏡やSEMによるマスクパターン1の観察画像15をコンピュータに画像データとして読み込んだ後、コンピュータの画面上でパターン1形状7と設計パターン8を比較して形状7の善し悪しを判断したり、画像データの濃淡からパターンを判別した上で画像処理ソフトのツール等を使って、パターンコーナーの大きさや角度、パターン幅などをマウス操作により計測して形状の精度を確認していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなパターン形状7の精度の確認手段において、光学顕微鏡(レーザー顕微鏡や共焦点顕微鏡等の、同様に高倍率での観察を目的とするパターン観察装置も含む)やSEMによる目視観察では、判定は検査者の主観によるため、検査者によってまちまちの判定となるおそれがあった。また、コンピュータの画面1上で設計パターン8と比較する場合も検査者による主観的な判定によるため、同様な問題があった。こうしたパターン1形状7の確認方法の根本的な問題は、客観的に評価するための数値表現ができないこと、つまりパターン1形状7の形状特性値10を定量的に計測し、正確に評価することができないということである。
【0008】
この意味においては、前記の画像処理ソフトのツールを使った従来手段は、形状7を長さや角度などによって数値で表すことができるため、他の手段より優れているといえる。しかしながら前記手段では、画像データ7の濃淡差によってパターンの輪郭を判断した上でマウスの手動操作で計測するため、パターン1のコーナーの大きさや、パターン幅などを計測する際の計測ポイントが測定者によって変わってしまい、正確な計測ができないという問題があった。また、前記手段でパターン1形状7の特性値10として計測できるのは、長さや角度など直接的に計測可能なものだけで、曲線形状などは計測できなかった。また、パターン1形状7の特性値は1つのパターン2に対して1箇所とは限らないため、いくつも手動で計測するのは煩わしいという問題もある。
【0009】
このように従来の手段ではパターン1形状7の特性値10を自動的に正確かつ迅速に評価するには不十分であった。本発明は上記の問題点を鑑みてなされたもので、微細なパターンを含むフォトマスク4のパターン1形状を自動分類12し、分類された形状毎14に自動で迅速かつ正確・高精度に計測することを可能にする方法およびソフトウェアならびに装置を提供することを目的とする。
【0010】
【問題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項1に記載の発明に係るフォトマスクパターンの形状を自動計測する方法において、フォトマスクパターンの形状を自動計測する方法において、 (a)計測するマスクパターンの画像を取得する工程と、 (b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出す工程と、 (c)該パターン部と同じ位置の設計データ、又は正常なマスクパターンから正常なパターン部分の画像を取得する工程と、 (d)前記正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する工程と、 (e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成する工程と、 (f)前記ベクトルデータから基準ベクトルを決め、該基準ベクトルと前記ベクトルデータ中の各ベクトルの相対角度を用いてパターン信号への変換を行う工程と、 (g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識をする工程と、 (h)前記パターン形状認識によって決定した形状の種類毎にパターン部分の形状特性値を計測する工程と、からなる工程を実行することによりマスクパターン画像の所望のパターン部分について自動分類及び形状特性値の自動計測を可能とすることを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測方法である。
【0011】
また、請求項2に記載の発明に係るフォトマスクパターンの形状を自動計測する装置において、(a)計測するマスクパターンの画像を取得するマスクパターン画像取得処理する手段と、 (b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出すパターン部分切り出す処理手段と、 (c)該パターン部と同じ位置の設計データや正常なマスクパターンから正常なパターン部分の画像を取得する正常なパターン部分画像取得して処理する手段と、 (d)前記正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する輪郭抽出処理する手段と、 (e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成するベクトルデータ化処理する手段と、 (f)前記ベクトルデータからパターン信号を生成するパターン信号化処理する手段と、 (g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識して、処理する手段と、 (h)前記パターン形状認識処理によって決定した形状の種類毎にパターン部分の特性値を計測する形状計測して処理する手段と、からなることを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測装置である。
【0012】
また、請求項2に記載の発明に係るフォトマスクパターンの形状を自動計測するプログラムにおいて、(a)計測するマスクパターンの画像を取得するマスクパターン画像取得処理プログラムと、 (b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出すパターン部分切り出しプログラムと、 (c)該パターン部と同じ位置の設計データや正常なマスクパターンから正常パターン部分の画像を取得する正常なパターン部分画像取得処理プログラムと、 (d)正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する輪郭抽出処理プログラムと、
(e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成するベクトルデータ化処理プログラムと、 (f)前記ベクトルデータから基準ベクトルを決め、該基準ベクトルと前記ベクトルデータ中の各ベクトルの相対角度を用いてパターン信号を生成するパターン信号化処理プログラムと、 (g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識プログラム処理と、 (h)前記パターン形状認識処理によって決定した形状の種類毎にパターン部分の特性値を計測する形状計測プログラムと、を具備し、マスクパターン画像の所望のパターン部分について、自動分類及び形状特性値の自動計測を実行することを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測プログラム。
【0013】
前記記載の請求項4に係る発明は、請求項3に記載のフォトマスクパターン形状自動計測プログラムを搭載することを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測装置である。
【0014】
前記記載の請求項5に係る発明は、前記請求項1記載の方法,又は請求項2記載の装置又は請求項4記載の装置を用いてフォトマスクパターン形状を計測して、フォトマスクを製造することを特徴とするフォトマスク製造方法である。
【0015】
前記記載の請求項6に係る発明は、前記請求項5記載のフォトマスク製造方法にて製造されたフォトマスクを用いて半導体装置を製造することを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の内容を詳述する。図1はフォトマスクパターン形状自動計測方法のフロー図である。この図に沿ってフォトマスクパターン形状自動計測方法について説明する。
【0017】
S1は計測するマスクパターン1画像15を取得する手段で検査機やSEM、光学顕微鏡等を用いる。取得したマスクパターン1画像はビットマップ11画像のデータとしてコンピュータに取り込まれる。
【0018】
S2は取得したマスクパターン1画像から所望のパターン部分2を切り出す手段で、マウスなどのポインティングデバイスを利用して任意に選択されたパターン部分2矩形領域を切り出す。
【0019】
S3は切り出されたパターン部分2のビットマップ11画像のデータである。このビットマップ11画像のデータは、光透過率を表す画像の濃淡を数値化したデータということもできる。この時、遮光部分と透過部分の数値の差は適宜定めれば良く、遮光部分に相当する数値と透過部分に相当する数値をそれぞれ最小・最大値として、中間階調部分の数値はその間の等分で求められる。
【0020】
S4は正常なパターン部分9画像を取得する手段で、前記S1のマスクパターン1(欠陥パターン画像)を取得処理と同様に検査機やSEM、光学顕微鏡を用いる方法と、S5に示すように、設計データ8を利用する方法がある。前記マスクパターン1より取得を検査機やSEM、光学顕微鏡を用いる場合は、前記マスクパターン1より切り出したパターン部分2と同じパターンが正常な状態7で存在するときのみ利用でき、有効である。設計データ8を利用する場合は、切り出したパターン部分の位置座標と領域の大きさの情報を元に、パターン部分2に対応するところの設計データ8をパターン画像に変換する処理を行う。
【0021】
S6は輪郭抽出処理をする手段で、正常なパターン部分9画像からパターンの輪郭線3を抽出するための処理で、正常なパターン9のビットマップ11画像のデータに画像処理を施すことで行う。画像処理には画像のノイズを除去する平滑化処理や多階調データを0または1からなる2値データに変換する2値化処理、パターンと背景部分の境界を抽出するエッジ抽出処理、太さを持つ線の画像を幅が1、すなわち画像データの最小単位になるまで収縮する細線化処理などがあり、これらの処理を適宜組み合わせることにより、パターンの遮光部と透過部の境界をつなげた輪郭線3を抽出することができる。
【0022】
S7は、正常なパターン部分9の輪郭線3をベクトルデータ5へ変換するベクトルデータ化処理を行う。輪郭線3の出発点(始点)23から、順番に、輪郭線に沿った方向に大きさ成分の等しいベクトルを配置して、量と方向をもったベクトル5をつなげて、輪郭線3の終点24のまでベクトルデータ化処理を行う。これらのベクトルの方向成分のデータをベクトルデータ5とする。
【0023】
S8は前記ベクトルデータを1次元配列の数値データに変換するための、パターン信号化処理を行う。パターン信号6はベクトルデータ5をもとに生成する。ここでは輪郭線の出発点23におけるベクトルを基準ベクトル21とし、各ベクトル22の基準ベクトル21に対する相対角度θに対しCosθを計算して、この値をパターン信号6のデータとした。
【0024】
S9は正常なパターン部分9の形状の種類12を特定するパターン形状14認識処理を行う。形状認識14はパターン信号6を微分処理して絶対値をとったデータを利用して行う。
【0025】
S10はパターン形状認識処理14によって分類されたパターン9形状毎に、パターン1の部分画像2に対して形状計測処理を行う。形状計測処理により、種類別パターン形状14毎個別に自動計測が行われる。
【0026】
S11では、計測結果である形状特性値のデータが出力される。
【0027】
次に、実施した一事例に付いて説明する。図2の(1)〜(5)はデータ処理の手順を示し、図2の(1)に示すように、設計データは矩形図形の頂点の座標データの集まりで構成されている。そのため、ダイtoデータベース方式の検査機に使われているような変換アルゴリズムを用いて、図2の(2)に示す、ビットマップ11画像に変換して正常なパターン部分9画像を得る。
【0028】
図2の(3)は、正常パターン画像9から輪郭線3を抽出した結果である。
【0029】
図2の(4)には、前記輪郭線3からベクトルデータ5に変換したデータの結果を示す。
【0030】
図2の(5)には、基準ベクトル21と各ベクトル22の相対角度θを表示する、また図3の(1)には横軸にベクトルデータNoと、例えば一例として、縦軸にCosθをとった場合のパターン信号のグラフを示す。このパターン信号6はパターン形状の特徴を1次元の数値データで表したもので、各データは基準ベクトル21に対する相対角度から求められているため、各ベクトル22はパターンの向きに関係なくパターン毎に一意に定まる。なお、パターン信号6のデータはCosθに限らず場合に応じてSinθや、θそのもの、またベクトルデータ5から生成されるその他の数値を利用しても良い。
【0031】
図3の(2)は、図3の(1)のパターン信号6を微分して絶対値をとったデータを示す。
【0032】
図3の(2)のデータではピークの数は6個なので、このパターンはハンマーパターンであると認識できる。
【0033】
ここでは、前記のデータ処理の手順によって分類する形状の種類は、次の図4〜図6に示すように、パターンエッジと、パターンコーナーと、ライン端と、ホールパターンと、セリフパターンと、ハンマーヘッドの6種類とする。
【0034】
次に、図4〜図6には、前記6種類のそれぞれの形状のパターン信号6と、それを微分して、絶対値をとったデータを示す。図4〜図6からピーク数は形状の種類によって異なり、そのピーク数はパターンの角数と同じになっていることが分かる。つまり、このピークの数を数えることで、パターン形状の種類12を認識し分類することが可能となる。例えば、図5(1)は(a)は、データ図形によるパターンの種類を表わして、ライン端、(b)は、各ベクトル22の相対角度θをCosθをとった場合のパターン信号6のグラフを示す、( c)はパターン信号6を微分して絶対値をとったデータを示す。ピークに▲1▼、▲2▼、▲3▼、付けてピークの数を表わしている。
【0035】
図7に示す、形状計測処理は筆者が発明・出願済みの「マスクパターン形状計測方法」特願平11−367669の手順に沿って行う。図7にその処理手順のフローを示す。図7のSS1は切り出されたパターン部分9画像の輪郭線3を抽出するための処理で、図7の(1)のパターン部分画像に画像処理を施すことで行う。パターン部分9画像の輪郭線3を抽出する手順の画像処理には、画像のノイズを除去する平滑化処理や、多階調データを0または1からなる2値データに変換する2値化処理と、パターンと背景部分の境界を抽出するエッジ抽出処理、太さを持つ線の画像を幅が1すなわち画像データの最小単位になるまで収縮する細線化処理などがあり、これらの処理を適宜組み合わせることにより、パターンの遮光部と透過部の境界をつなげた輪郭線3を抽出することができる。
【0036】
図7の(2)はパターン部分9画像から輪郭線3を抽出する手順により、輪郭線3を抽出したデータの出力結果である。
【0037】
次にパターン9の輪郭線3をベクトルデータへ変換するベクトルデータ化処理SS2を行う。輪郭線3の出発点23から、順番に輪郭線に沿った方向に大きさ成分の等しいベクトルを配置して、量と方向を持つたベクトル5をつなげて輪郭線の終点24までベクトルデータ化の処理を行う。これらのベクトルの方向成分のデータをベクトルデータとする。
【0038】
図7の(3)に輪郭線3データよりベクトルデータ5に変換した結果を示す。
【0039】
次にベクトルデータ5を線図形データ20に変換する連結・合成処理を行う。これは最初のベクトルデータの始点23の座標と、ベクトルデータの個々のx、y成分を順次加算していくことで、パターン輪郭線3の各画素の座標値を算出する処理である。これによって算出された各画素の座標値データはパターンの輪郭に沿って順番に並んでおり、線図形を構成しているので線図形データ20と呼んでいる。図7の(4)に変換された線図形データ20を示す。
【0040】
最後に線図形データ20を用いて、パターン形状の特性値を計測する座標計測処理SS4を行う。座標計測処理SS4のアルゴリズムはパターン形状の種類12毎に異なっており、パターン形状9に応じて異なる形状特性値10を計測することができる。パターン形状の種類12と計測される形状特性値10の詳細を次に述べる。なお、パターン形状の特性値10は以下に述べる以外にもパターン特徴に応じていろいろ考えられるが、ここで得られた前記線図形データ20をもとにして、計測処理のアルゴリズムを変更・追加することによって所望の形状特性値10を得ることが可能である。
【0041】
次に、図8〜図13は前記6種類の種類別パターン部14に付いて順番に計測方法について説明する。
【0042】
図8に示す、パターンエッジの計測方法について述べる。パターンエッジはエッジのラフネスを計測する。定量化する特性値は図5(a)に示す平均粗さとラフネス幅:aである。平均粗さを求めるには統計的な計算が必要不可欠であり、従来の画像処理手法ではパターンエッジの平均粗さの計算は困難であった。しかし、本発明においては図8(b)に示すような線図形データ20を生成しxy座標値をもとに計算を行うため、それが可能となっている。具体的には、パターンのエッジ部分の始点23と始点24間の線図形データ20の座標値をもとにエッジの平均線をもとめ、平均線と各座標値の差f(x)の絶対値の定積分値を、終点24〜始点23間迄の距離で割ることによって算出される。またラフネス幅aは、線図形データ20の座標値を大小の順番に調べ、幅方向の最小値と最大値の差を求めれば良い。
【0043】
図9に示す、パターンコーナーの計測方法について解説する。パターンコーナーを定量化するための形状特性値10として、図9(a)に示すように、コーナー部分の横方向と縦方向の長さa、bや斜め45度方向の長さc、丸みによって本来のパターンから欠けた部分の面積s、本来のパターンの面積Sと欠けた部分の面積sとの比によって欠け具合を表す侵食度s/Sなどがある。これらの特性値を計測するためには、パターン形状の輪郭線3が曲線的に変化する部分、すなわちコーナーの曲がり始めと曲がり終わりを検知する必要がある。コーナーの曲がり始め曲り終わりは図9(b)に示すように、線図形データ20の始点23から順に、一定数はなれた2点間のxy成分移動量から直線の傾きを求め、その傾きが所定の閾値以上(もしくは以下)になるところを調べることで検知することが可能である。なお、パターンの輪郭線3にノイズがのっている場合は、ノイズ部分をコーナー曲がり始めと特定してしまうことが考えられるため、本発明ではマスクパターン画像の画像品質によって閾値を調整できるようにしてある。コーナー部分の横方向と縦方向の長さa、bはコーナー曲がり始めと曲がり終わりの2点間のx、y成分の差の絶対値を計算することで求められる。コーナーの斜め方向の長さcは、曲がり始めと終わりの点より直線を延ばして交わる点から、輪郭線までの距離を斜め45度方向に計算することで求められる。また、欠けた部分の面積sはa、bを二辺とする長方形(=本来のパターン)からコーナー部分の面積を減算してもとめられる。なお、コーナー部分の面積は線図形データ20を始点23から終点24まで辿りながら、列ごとのピクセル数をすべて合計することで算出される。コーナーの欠け具合を表す侵食度は、単純に本来のパターンの面積Sと欠けた部分の面積sの比すなわちs/Sを計算すれば良い。
【0044】
図10に示す、ライン端の計測方法について解説する。ライン端には2つの角があるため、定量化するための特性値として図10(a)に示すように、2つのパターンコーナーの横方向と縦方向の長さa1、a2、a1、b1、b2、斜め45度方向の長さc1、c2、本来のパターンから欠けた部分の面積s1、s2、ラインの幅dなどがある。特性値の中でd以外の項目は、パターンコーナーの計測方法と全く同様にして計測することができる。コーナーの曲がり始めと終わりを検知する方法も同様で、図10(b)に示すように、線図形データ20の始点23から順に、一定数はなれた2点間のxy成分移動量から直線の傾きを求め、その傾きが所定の閾値以上(もしくは以下)になるところを調べることで行う。ライン幅dは始点23と終点24のx又はy座標(図の場合はx座標)の差の絶対値を計することで求められる。
【0045】
図11に示す、ホールパターンの計測方法について解説する。ホールパターンを定量化するための特性値は、図11(a)に示すように、横径と縦径a、bやホール面積s、4つのコーナーのへこみ長(斜め45度方向の長さ)L1〜4、本来のパターンの面積Sと実際のホールパターンの面積sとの比によってパターンの出来具合を表す忠実度s/Sなどがある。ホールパターンの横径は、線図形データのx方向の最大値と最小値の差を計算することで、縦径はY方向の最大値と最小値の差を計算することで求められる。また面積は、線図形データ内に含まれるピクセルの数を算出することで求められる。4つのコーナーのへこみ長L1〜4は、図11(b)のように線図形データ20の最大・最小点からホールパターンの外接矩形(=本来のパターン)を生成して、この矩形の各頂点からホールパターンの輪郭線までの距離を計算することによって求める。パターンの出来具合を表す忠実度は、本来のパターン面積S(a×b)とホールパターン面積sの比すなわちs/Sを計算すれば良い。
【0046】
図12に示す、セリフパターンの計測方法について解説する。セリフパターンを定量化するための特性値としては、図12(a)に示すように、横径と縦径a、b、や斜め径c、膨らみの横方向と縦方向の長さd、e、セリフパターンの面積S、各コーナー部のへこみ長(斜め45度方向の長さ)L1〜3などがある。セリフパターンの特性値は、図12(b)に示す予測パターンを元に計測を行う。この予測パターンはセリフパターンの形状から本来のパターンを予測したものである。セリフパターンとベースパターンの交点において、セリフパターンの辺とベースパターンの辺のなす角は設計データでは直角になる。そのため、線図形データの一定数離れた2点間の直線の傾きが、ベースパターンの辺に対して最大となる地点(直角に最も近くなるところ)を基準点として検出することで、本来のセリフパターンを予測することができる。セリフパターンの外接矩形で、この2つの基準点を通るものを予測パターンとする。セリフパターンの横径a、縦径bはそれぞれ予測パターンの横径、縦径を算出することで求められる。膨らみ横方向の長さdはベースパターンの縦辺と予測パターンの縦辺との距離を算出することで、膨らみ縦方向の長さeはベースパターンの横辺と予測パターンの横辺との距離を算出することで求められる。3つのコーナーのへこみ長L1〜3は、予測パターンの頂点からセリフパターンの輪郭線までの距離を計算することで求める。斜め径cは、予測パターンの縦横径より三平方の定理によって算出した対角線の長さから、L1とL3を減算することによって求められる。線図形データを2つの基準点の間を辿りながら、列ごとのピクセル数を‐x方向に進んだときは減算、+x方向に進んだときは加算することにより、セリフパターンと重なり部分を合わせた面積が算出される。よって、ここから重なり部分の面積[ (a―b)×(b−e)] を減算することによって斜線部分のセリフパターン面積が求められる。
【0047】
図13に示す、ハンマーパターンの計測方法について解説する。ハンマーパターンを定量化するための特性値は、図13(a)に示すように、横径と縦径a、b、やハンマーの突起の長さc、d、ハンマーの面積S、各コーナー部のへこみ長(斜め45度方向の長さ)L1〜4などがある。ハンマーパターンの特性値は、図13(b)に示す予測パターンを元に計測を行う。この予測パターンはハンマーパターンの形状から本来のパターンを予測したものである。ハンマーパターンとベースパターンの交点において、ハンマーパターンの辺とベースパターンの辺のなす角は設計データでは直角になる。そのため、線図形データの一定数離れた2点間の直線の傾きがベースパターンの辺に対して最大となる地点(直角に最も近くなるところ)を基準点として検出することで、本来のハンマーパターンを予測することができる。なお、2つの基準点の位置座標(図10の場合はy座標)が異なる場合には、2つの平均の位置を算出して微調整し、それを新たな基準点とする。ハンマーパターンの外接矩形で、この2つの基準点を通るものを予測パターンとする。ハンマーパターンの横径a、縦径bはそれぞれ予測パターンの横径、縦径を算出することで求められる。ハンマーの突起の長さc、dはベースパターンの側辺と予測パターンの測辺との距離を両端それぞれにおいて算出することで求められる。4つのコーナーのへこみ長L1〜4は、予測パターンの頂点からハンマーパターンの輪郭線までの距離を計算することで求める。またハンマーパターンの面積Sは、線図形データを2つの基準点の間を辿りながら、列ごとのピクセル数を‐x方向に進んだときは減算、+x方向に進んだときは加算することによって求められる。
【0048】
フォトマスク4のパターン形状7は、半導体回路16のマスクレイアウトの設計8において設計図面通りのパターン8が精度良くマスク4上に再現されていることが望ましいのは当然である。しかし、実際にはリソグラフィ技術を用いてガラス上の金属薄膜に微細なパターンを加工しているため、マスクパターン1と設計パターン8、9とは完全に同一形状ではなく、寸法差やコーナー部の丸みなど、微小な違い18が存在する。その課題として、本発明の方法、及び処理の手順を用いて、本発明のソフトウエアの要求するハードウエアの環境を備えたシステム上により、本発明の画像処理ソフトウエアのツール等を用いて検査及びパターン形状の自動計測装置開発提供することにより、微小な違い18を検査及び自動計測をした。
【0049】
次に、フォトマスクパターン1の微細化による高精度化への要求は、欠陥パターンの寸法精度と、各フォトマスク間の重ね会わせ精度、の項目以外のあらゆる品質項目(パターン形状、パターンデータ保証、耐久性、クリーン度等)にも厳しい品質規格の要求になりつつあり、特にマスクパターン形状特性値の精度については直接LSI回路(半導体回路)の精度および性能に関わることから、重視されるようになってきた。半導体装置の製造時において、半導体装置用基板19上に形成する半導体回路は光プロセスの手段を用いて、前記半導体装置用基板19上に感光性レジストの塗布形成と、フォトマスクに形成した回路パターンを露光転写と、現像工程によるレジスト層の現像後に、薄膜導電膜形成、又は腐蝕によるパターン層形成、或いは前記レジストパターンをマスク層としたイオン照射等のプロセス加工が順次繰り返されて、階層構造の回路を形成する為に、複数回工程を実行することが一般的である。又前記半導体回路を形成する為に複数枚のフォトマスクを使用するが、前記工程では半導体回路のパターンを形成にはフォトマスクの精度に大きく依存する為に、本発明で製造したフォトマスクを用いて半導体装置の製造し、又露光転写の精度を検証した。
【0050】
【発明の効果】
以上のようにフォトマスクパターン形状の計測において、本発明のフォトマスクパターン自動計測方法を用いることにより、所望のパターン部分を自動分類し、パターン形状毎に自動的に迅速でかつ高精度な形状計測が可能となり、さらに統計手法など多様な計算方法が利用できるため、形状の特徴を正確に定量化することが可能となり、本発明の装置を用いて、高精度のフォトマスクが製造され、また、そのフォトマスクを用いた半導体装置の製造においても高い精度の製品を供給でき、又その他のフォトマスクパターン形状においても同じ形状データを用いて、座標計測処理のアルゴリズムを変更するだけで、形状の特徴を定量化するための自動形状計測が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフォトマスクパターン形状自動計測方法の一実施例の手順S1〜S11を示すフローである。
【図2】正常なパターン部分画像を輪郭画像、ベクトルデータおよびパターン信号に変換する手順S4〜S8を示す模式図で、(1)は設計データ、(2)は正常なマスクパターン、(3)は輪郭線、(4)はベクトルデータ、(5)はベクトルデータ相対角度θを表わした。
【図3】図2の続いての手順を表わすグラフ図であり、(1)はパターン信号のグラフ、(2)は微分したデータである。
【図4】と、と、と、 6種類のパターン形状とパターン信号の一実施例であり、(1)は、パターンエッジ(a)は正常なマスクパターンであり、(b)は、Cosθのグラフ、(c)は積分値の絶対値グラフである。(2)パターンコーナー
【図5】 6種類のパターン形状とパターン信号の一実施例であり、(1)は、ライン端(a)は正常なマスクパターンであり、(b)は、Cosθのグラフ、(c)は積分値の絶対値グラフである。(2)ホールパターンである。又(a)▲1▼、▲2▼、は数を表わす。
【図6】 6種類のパターン形状とパターン信号の一実施例であり、(1)は、セリフパターン(a)は正常なマスクパターンであり、(b)は、Cosθのグラフ、(c)は積分値の絶対値グラフである。(2)ハンマーヘッドである。
【図7】形状計測処理の手順S10を示すフローである。
【図8】前記6種類の内の一実施例で、パターンエッジの特性値である。
【図9】前記6種類の内の一実施例で、パターンコーナーの特性値である。
【図10】前記6種類の内の一実施例で、ライン端の特性値である。
【図11】前記6種類の内の一実施例で、ホールパターンの特性値である。
【図12】前記6種類の内の一実施例で、セリフパターンの特性値である。
【図13】前記6種類の内の一実施例で、ハンマーパターンの特性値である。
【符号の説明】
S1…マスクパターン画像取得処理
S2…パターン部分切り出し処理
S3…パターン部分画像
S4…正常なパターン部分画像取得処理
S5…設計データ
S6…輪郭抽出処理
S7…ベクトルデータ化処理
S8…パターン信号化処理
S9…パターン形状認識処理
S10…形状計測処理
S11…形状特性値データ
SS1…輪郭抽出処理
SS2…ベクトルデータ化処理
SS3…連結・合成処理
SS4…座標計測処理
1…(フォト)マスクパターン
2…任意のパターン部
3…(画像の)輪郭線(抽出)
4…フォトマスク
5…ベクトルデータ
6…パターン信号
7…フォトマスクのパターン形状
8…設計データ
9…正常なマスクパターン(マスクデータ)
10…形状特性値
11…ビットマップ画像
12…パターン形状の種類
13…正常なパターン部
14…種類別パターン部
15…画像
16…半導体回路
17…半導体装置の特性値
18…パターン形状の違い(正常なパターン9とマスクパターン1の形状の差)
19…半導体装置用基板
20…線図形データ
21…基準ベクトル
22…各ベクトル
23…始点
24…終点[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a photomask pattern shape automatic measurement method and a photomask pattern shape automatic measurement program for automatically classifying a desired pattern portion of a mask pattern image of a photomask used in a lithography process of semiconductor manufacturing and automatically measuring the pattern shape. The present invention also relates to a photomask pattern shape automatic measurement apparatus, a method for manufacturing a photomask using the apparatus, and a method for manufacturing a semiconductor device using the photomask.
[0002]
[Prior art]
With the recent miniaturization of semiconductor LSI patterns,
[0003]
As for the pattern shape 7 of the
[0004]
In addition, with the recent rapid miniaturization, attempts to improve the pattern shape problem by actively utilizing the optical principle in the projection exposure technique have become active. A typical example is an optical proximity correction mask (hereinafter referred to as an OPC mask). Here, the OPC mask will be described. The OPC mask is added with a fine optical proximity correction pattern (hereinafter referred to as an OPC pattern) so as to be close to or in contact with the original circuit pattern 16 so that the shape of the circuit pattern 16 can be accurately transferred during wafer exposure transfer. It is a mask. The OPC pattern corrects the shape of the transferred pattern due to the optical proximity effect at the time of projection exposure transfer using the optical interference effect between adjacent patterns, and the
[0005]
When the pattern shape 7 is represented as an inspection item on the
[0006]
As a means for confirming the accuracy of these pattern shapes 7, conventionally, the shape 7 of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the means for confirming the accuracy of the pattern shape 7 as described above, in an optical microscope (including a pattern observation apparatus for the purpose of observation at a high magnification, such as a laser microscope or a confocal microscope as well) or SEM, Since the determination is based on the subjectivity of the inspector, there is a possibility that the inspector may make a different determination. Further, when compared with the
[0008]
In this sense, the conventional means using the image processing software tool can be said to be superior to other means because the shape 7 can be expressed numerically by length, angle, and the like. However, in the above-mentioned means, since the contour of the pattern is determined by the contrast of the image data 7 and the measurement is performed manually with the mouse, the measurement point when measuring the size of the corner of the
[0009]
As described above, the conventional means is insufficient to automatically and accurately evaluate the
[0010]
[Means for solving problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the method of automatically measuring the shape of the photomask pattern according to the invention of
[0011]
An apparatus for automatically measuring the shape of a photomask pattern according to the invention of
[0012]
A program for automatically measuring the shape of a photomask pattern according to the invention of
(E) Of the contour A vectorization processing program for generating vector data from an outline; (f) Said From vector data Determine a reference vector and use the relative angle between the reference vector and each vector in the vector data. A pattern signal processing program for generating a pattern signal; (g) Said Pattern shape recognition program processing for determining the type of pattern shape from the pattern signal; (h) Said A shape measurement program that measures the characteristic value of the pattern part for each type of shape determined by the pattern shape recognition process, and performs automatic classification and automatic measurement of the shape characteristic value for the desired pattern part of the mask pattern image A photomask pattern shape automatic measurement program characterized by:
[0013]
The invention according to
[0014]
The invention according to
[0015]
The invention according to
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the contents of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a flowchart of a photomask pattern shape automatic measurement method. A photomask pattern shape automatic measurement method will be described with reference to FIG.
[0017]
S1 is a means for acquiring the
[0018]
S2 is a means for cutting out the desired
[0019]
S3 is data of the
[0020]
S4 is a means for acquiring a
[0021]
S6 is a means for performing contour extraction processing, which is a process for extracting the
[0022]
In S 7, vector data conversion processing is performed for converting the
[0023]
In S8, pattern signal processing is performed to convert the vector data into numerical data of a one-dimensional array. The
[0024]
In S9, a pattern shape 14 recognition process for specifying the
[0025]
In S10, a shape measurement process is performed on the
[0026]
In S11, the data of the shape characteristic value that is the measurement result is output.
[0027]
Next, an example of the implementation will be described. (1) to (5) in FIG. 2 show the procedure of data processing, and as shown in (1) in FIG. 2, the design data is composed of a collection of coordinate data of the vertices of the rectangular figure. Therefore, using a conversion algorithm such as that used in a die-to-database inspection machine, a
[0028]
FIG. 2 (3) shows the result of extracting the
[0029]
FIG. 2 (4) shows the result of data converted from the
[0030]
In FIG. 2 (5), the relative angle θ between the
[0031]
(2) in FIG. 3 shows data obtained by differentiating the
[0032]
Since the number of peaks in the data of (2) in FIG. 3 is 6, this pattern can be recognized as a hammer pattern.
[0033]
Here, as shown in FIGS. 4 to 6, the types of shapes classified according to the data processing procedure are as follows: pattern edge, pattern corner, line end, hole pattern, serif pattern, hammer There are 6 types of heads.
[0034]
Next, FIGS. 4 to 6 show the
[0035]
The shape measurement processing shown in FIG. 7 is performed according to the procedure of Japanese Patent Application No. 11-367669, a “mask pattern shape measurement method” invented and applied by the author. FIG. 7 shows a flow of the processing procedure. SS1 in FIG. 7 is a process for extracting the
[0036]
(2) of FIG. 7 is an output result of data obtained by extracting the
[0037]
Next, a vector data conversion process SS2 for converting the
[0038]
FIG. 7 (3) shows the result of conversion from the
[0039]
Next, a concatenation / synthesis process for converting the
[0040]
Finally, a coordinate measurement process SS4 for measuring the characteristic value of the pattern shape is performed using the
[0041]
Next, FIGS. 8 to 13 will be described in order with respect to the six types of pattern portions 14 according to type.
[0042]
A pattern edge measuring method shown in FIG. 8 will be described. The pattern edge measures the roughness of the edge. The characteristic values to be quantified are the average roughness and roughness width: a shown in FIG. Statistical calculation is indispensable for obtaining the average roughness, and it has been difficult to calculate the average roughness of the pattern edge by the conventional image processing method. However, in the present invention,
[0043]
The pattern corner measurement method shown in FIG. 9 will be described. As the shape
[0044]
The line end measurement method shown in FIG. 10 will be described. Since there are two corners at the end of the line, as shown in FIG. 10A as characteristic values for quantification, the horizontal and vertical lengths a1, a2, a1, b1, b2, lengths c1 and c2 in a 45-degree oblique direction, areas s1 and s2 of a portion missing from the original pattern, and line width d. Items other than d in the characteristic value can be measured in the same manner as the pattern corner measurement method. The method for detecting the start and end of corner bending is the same, as shown in FIG. 10B, in order from the
[0045]
The hole pattern measurement method shown in FIG. 11 will be described. As shown in FIG. 11A, the characteristic values for quantifying the hole pattern are the horizontal and vertical diameters a and b, the hole area s, the indentation length of the four corners (length in a 45-degree oblique direction). L1-4, and fidelity s / S representing the degree of pattern completion depending on the ratio of the area S of the original pattern and the area s of the actual hole pattern. The horizontal diameter of the hole pattern is obtained by calculating the difference between the maximum value and the minimum value in the x direction of the line figure data, and the vertical diameter is obtained by calculating the difference between the maximum value and the minimum value in the Y direction. Further, the area is obtained by calculating the number of pixels included in the line figure data. The indentation lengths L1 to L4 of the four corners generate a circumscribed rectangle (= original pattern) of the hole pattern from the maximum and minimum points of the
[0046]
A method for measuring the serif pattern shown in FIG. 12 will be described. As the characteristic values for quantifying the serif pattern, as shown in FIG. 12A, the horizontal diameter and the vertical diameter a, b, the slant diameter c, the bulge horizontal and vertical lengths d and e. , The area S of the serif pattern, the indentation length (length in a 45-degree direction) L1 to L3 of each corner portion, and the like. The characteristic value of the serif pattern is measured based on the predicted pattern shown in FIG. This predicted pattern is a predicted pattern predicted from the shape of the serif pattern. At the intersection of the serif pattern and the base pattern, the angle between the serif pattern side and the base pattern side is a right angle in the design data. Therefore, by detecting the point where the slope of the straight line between two points that are a certain distance apart from the line figure data is the maximum with respect to the side of the base pattern (the point closest to the right angle) as the reference point, Patterns can be predicted. A circumscribed rectangle of the serif pattern that passes through these two reference points is taken as a predicted pattern. The horizontal diameter a and vertical diameter b of the serif pattern are obtained by calculating the horizontal diameter and vertical diameter of the predicted pattern, respectively. The length d in the horizontal direction of the bulge is calculated by calculating the distance between the vertical side of the base pattern and the vertical side of the predicted pattern, and the length e in the vertical direction of the bulge is the distance between the horizontal side of the base pattern and the horizontal side of the predicted pattern. It is calculated by calculating. The indentation lengths L1 to L3 of the three corners are obtained by calculating the distance from the vertex of the predicted pattern to the contour line of the serif pattern. The oblique diameter c is obtained by subtracting L1 and L3 from the length of the diagonal line calculated by the square theorem from the vertical and horizontal diameters of the predicted pattern. The line pattern data is traced between two reference points, and the number of pixels for each column is subtracted when progressing in the -x direction, and added when progressing in the + x direction. The area is calculated. Therefore, by subtracting the area [(ab) × (be)] of the overlapping portion from here, the serif pattern area of the hatched portion is obtained.
[0047]
The hammer pattern measuring method shown in FIG. 13 will be described. As shown in FIG. 13 (a), the characteristic values for quantifying the hammer pattern include the horizontal and vertical diameters a and b, the lengths c and d of the protrusions of the hammer, the area S of the hammer, and each corner portion. Indentation length (length in a 45-degree oblique direction) L1-4 and the like. The characteristic value of the hammer pattern is measured based on the predicted pattern shown in FIG. This prediction pattern is a prediction of the original pattern from the shape of the hammer pattern. At the intersection of the hammer pattern and the base pattern, the angle formed by the side of the hammer pattern and the side of the base pattern is a right angle in the design data. Therefore, the original hammer pattern can be detected by detecting the point where the slope of the straight line between two points separated by a certain number of line drawing data is the maximum with respect to the side of the base pattern (closest to the right angle) as the reference point. Can be predicted. When the position coordinates of the two reference points (y coordinates in the case of FIG. 10) are different, the two average positions are calculated and fine-adjusted to be used as a new reference point. A circumscribed rectangle of the hammer pattern that passes through these two reference points is used as a predicted pattern. The horizontal diameter a and vertical diameter b of the hammer pattern can be obtained by calculating the horizontal diameter and vertical diameter of the predicted pattern, respectively. The lengths c and d of the hammer projections are obtained by calculating the distance between the side of the base pattern and the side of the predicted pattern at both ends. The indentation lengths L1 to L4 of the four corners are obtained by calculating the distance from the vertex of the predicted pattern to the contour line of the hammer pattern. The area S of the hammer pattern is obtained by tracing the line figure data between two reference points, subtracting the number of pixels for each column in the -x direction, and adding the number in the + x direction. It is done.
[0048]
As for the pattern shape 7 of the
[0049]
Next, the demand for high accuracy by miniaturization of the
[0050]
【The invention's effect】
As described above, the photomask pattern automatic measurement method of the present invention is used to automatically classify a desired pattern portion in the measurement of the photomask pattern shape, and automatically and quickly measure the shape for each pattern shape. In addition, since various calculation methods such as statistical methods can be used, it becomes possible to accurately quantify the shape characteristics, and a high-precision photomask is manufactured using the apparatus of the present invention. High-precision products can be supplied even in the manufacture of semiconductor devices using the photomask, and the shape characteristics can be obtained simply by changing the coordinate measurement processing algorithm using the same shape data for other photomask pattern shapes. Automatic shape measurement for quantifying can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing steps S1 to S11 of an embodiment of a photomask pattern shape automatic measuring method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing steps S4 to S8 for converting a normal pattern partial image into a contour image, vector data, and a pattern signal, where (1) is design data, (2) is a normal mask pattern, and (3) Is the contour line, (4) is the vector data, and (5) is the vector data relative angle θ.
FIG. 3 is a graph showing a procedure subsequent to FIG. 2, wherein (1) is a pattern signal graph and (2) is differentiated data.
FIG. 4 is an example of six types of pattern shapes and pattern signals, (1) is a pattern edge (a) is a normal mask pattern, and (b) is a Cosθ Graph (c) is an absolute value graph of the integral value. (2) Pattern corner
FIG. 5 shows an example of six types of pattern shapes and pattern signals. (1) is a line end (a) is a normal mask pattern, (b) is a graph of Cos θ, and (c) is a graph. It is an absolute value graph of an integral value. (2) A hole pattern. (A) (1) and (2) represent numbers.
6 is an example of six types of pattern shapes and pattern signals, (1) is a serif pattern (a) is a normal mask pattern, (b) is a graph of Cos θ, and (c) is a graph. It is an absolute value graph of an integral value. (2) A hammer head.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure S10 of shape measurement processing.
FIG. 8 is a characteristic value of a pattern edge in an embodiment of the six types.
FIG. 9 is a characteristic value of a pattern corner in an embodiment of the six types.
FIG. 10 is a line end characteristic value in one embodiment of the six types.
FIG. 11 shows the characteristic value of the hole pattern in one of the six types.
FIG. 12 is a characteristic value of a serif pattern in one embodiment of the six types.
FIG. 13 is a characteristic value of a hammer pattern in one of the six types.
[Explanation of symbols]
S1 ... Mask pattern image acquisition process
S2 ... Pattern part cut-out process
S3 ... Pattern partial image
S4: Normal pattern partial image acquisition processing
S5: Design data
S6: contour extraction processing
S7: Vector data processing
S8: Pattern signal processing
S9: Pattern shape recognition processing
S10 ... Shape measurement processing
S11: Shape characteristic value data
SS1 ... contour extraction processing
SS2 ... Vector data processing
SS3: Concatenation / synthesis processing
SS4: Coordinate measurement process
1 ... (Photo) Mask pattern
2 ... Arbitrary pattern part
3 ... (image) outline (extraction)
4 ... Photomask
5 ... Vector data
6 ... Pattern signal
7 ... Photomask pattern shape
8 ... Design data
9: Normal mask pattern (mask data)
10 ... Shape characteristic value
11 ... Bitmap image
12 ... Types of pattern shapes
13: Normal pattern part
14 ... Pattern section by type
15 ... Image
16 ... Semiconductor circuit
17: Characteristic value of semiconductor device
18: Difference in pattern shape (difference in shape between
19 ... Substrate for semiconductor device
20 ... Line figure data
21 ... Reference vector
22: Each vector
23 ... Starting point
24 ... End point
Claims (6)
(a)計測するマスクパターンの画像を取得する工程と、
(b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出す工程と、
(c)該パターン部と同じ位置の設計データ、又は正常なマスクパターンから正常なパターン部分の画像を取得する工程と、
(d)前記正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する工程と、
(e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成する工程と、
(f)前記ベクトルデータから基準ベクトルを決め、該基準ベクトルと前記ベクトルデータ中の各ベクトルの相対角度を用いてパターン信号への変換を行う工程と、
(g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識をする工程と、
(h)前記パターン形状認識によって決定した形状の種類毎にパターン部分の形状特性値を計測する工程と、
からなる工程を実行することによりマスクパターン画像の所望のパターン部分について自動分類及び形状特性値の自動計測を可能とすることを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測方法。In the method of automatically measuring the shape of the photomask pattern,
(A) obtaining an image of a mask pattern to be measured ;
A step of cutting an arbitrary pattern portion from the (b) the mask pattern image,
(C) obtaining a normal pattern portion image from design data at the same position as the pattern portion or a normal mask pattern;
And (d) a step of extracting the contour of the normal pattern portion image,
(E) generating vector data from the contour line of the contour;
(F) determining a reference vector from the vector data , and performing conversion into a pattern signal using a relative angle between the reference vector and each vector in the vector data ;
(G) a step of the pattern recognition to determine the type of pattern from the pattern signal,
A step of measuring the shape characteristic value of the pattern portion (h) for each type of shape that is determined by the pattern shape recognition,
A photomask pattern shape automatic measurement method, which enables automatic classification and automatic measurement of shape characteristic values for a desired pattern portion of a mask pattern image by executing a process comprising:
(a)計測するマスクパターンの画像を取得するマスクパターン画像取得処理する手段と、
(b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出すパターン部分切り出す処理手段と、
(c)該パターン部と同じ位置の設計データや正常なマスクパターンから正常なパターン部分の画像を取得する正常なパターン部分画像取得して処理する手段と、
(d)前記正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する輪郭抽出処理する手段と、
(e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成するベクトルデータ化処理する手段と、
(f)前記ベクトルデータからパターン信号を生成するパターン信号化処理する手段と、
(g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識して、処理する手段と、
(h)前記パターン形状認識処理によって決定した形状の種類毎にパターン部分の特性値を計測する形状計測して処理する手段と、
からなることを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測装置。In an apparatus that automatically measures the shape of a photomask pattern,
(A) means for the mask pattern image acquisition processing to acquire the image of a mask pattern to be measured,
Processing means for pattern portion cut out to cut out any pattern portion from (b) wherein the mask pattern image,
(C) means for acquiring and processing a normal pattern portion image for acquiring an image of a normal pattern portion from design data and a normal mask pattern at the same position as the pattern portion;
(D) means for outline extraction process extracts the outline of the normal pattern portion image,
(E) means for generating vector data from the contour line of the contour;
(F) means for processing the pattern signal of generating a pattern signal from the vector data,
(G) the pattern signal by the pattern shape recognition to determine the type of pattern from, means for processing,
(H) means for the pattern recognition by shape measuring measures a characteristic value of each type in the pattern portion of the shape determined by processing,
An automatic photomask pattern shape measuring device comprising:
(a)計測するマスクパターンの画像を取得するマスクパターン画像取得処理プログラムと、
(b)前記マスクパターン画像から任意のパターン部分を切り出すパターン部分切り出しプログラムと、
(c)該パターン部と同じ位置の設計データや正常なマスクパターンから正常パターン部分の画像を取得する正常なパターン部分画像取得処理プログラムと、
(d)正常なパターン部分画像の輪郭を抽出する輪郭抽出処理プログラムと、
(e)前記輪郭の輪郭線からベクトルデータを生成するベクトルデータ化処理プログラムと、
(f)前記ベクトルデータから基準ベクトルを決め、該基準ベクトルと前記ベクトルデータ中の各ベクトルの相対角度を用いてパターン信号を生成するパターン信号化処理プログラムと、
(g)前記パターン信号からパターン形状の種類を決定するパターン形状認識プログラム処理と、
(h)前記パターン形状認識処理によって決定した形状の種類毎にパターン部分の特性値を計測する形状計測プログラムと、
を具備し、マスクパターン画像の所望のパターン部分について、自動分類及び形状特性値の自動計測を実行することを特徴とするフォトマスクパターン形状自動計測プログラム。In a program that automatically measures the shape of a photomask pattern,
(A) a mask pattern image acquisition processing program for acquiring an image of a mask pattern to be measured ;
A pattern portion cutout program for cutting out an arbitrary pattern portion from the (b) the mask pattern image,
(C) a normal pattern portion image acquisition processing program for acquiring images of the normal pattern portion from the design data and the normal mask pattern at the same position as the pattern portion,
(D) a contour extraction processing program for extracting a contour of a normal pattern partial image;
(E) a vector data processing program for generating vector data from the contour line of the contour;
Determining a reference vector from (f) said vector data, and the pattern signal processing program for generating a pattern signal using the relative angle of each vector between the reference vector said in the vector data,
(G) a pattern recognition program processing to determine the type of pattern from the pattern signal,
(H) the shape measuring program for measuring the characteristic values of the pattern shape recognition for each kind in the pattern portion of the shape determined by processing,
A photomask pattern shape automatic measurement program characterized in that automatic classification and shape characteristic value automatic measurement are executed for a desired pattern portion of a mask pattern image.
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