(57)【要約】【課題】  インラインでパターン計測することが可能なパターン計測システムを提供する。【解決手段】  パターン計測システム１は、評価パターンの画像を取得するによりＣＤＳＥＭ２により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを格納し、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像データベース３と、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられ、画像データベース３に格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータ４と、を備え、画像データベース３に格納された画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択した計測レシピで画像計測コンピュータ４により計測処理し、この計測結果を、上位コンピュータに送信する。【選択図】  図１
2006302952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価パターンの画像を取得する画像取得装置により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを格納する、前記画像取得装置とは別に設けられた画像データベースと、
前記画像取得装置とは別に設けられ、前記画像データベースに格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータと、を備え、
前記画像データベースに格納された前記画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択した計測レシピで前記画像計測コンピュータにより計測処理し、この計測結果を、上位コンピュータに送信することを特徴とするパターン計測システム。
【請求項２】
前記画像計測コンピュータで計測した計測結果を格納し、前記画像取得装置とは別に設けられた結果データベースをさらに備え、
前記画像計測コンピュータにより計測処理した結果を前記結果データベースに格納し、前記結果データベースに格納された計測結果を所定のタイミングで上位コンピュータに送信することを特徴とする請求項１に記載のパターン計測システム。
【請求項３】
前記画像取得装置により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを一時保管するファイル転送プロトコル画像サーバをさらに備え、
前記ファイル転送プロトコル画像サーバに一時保管された前記画像データとこの画像データの付帯情報とを前記画像データベースに格納することを特徴とする請求項２に記載のパターン計測システム。
【請求項４】
前記画像計測コンピュータは、前記画像データベースに格納された複数の画像データを前記付帯情報に基づいて分類するマスタノードと、前記マスタノードにより分類された画像データを前記分類毎に計測処理する複数のクラスタノードと、を有する分散コンピューティングシステムにより構成され、
前記画像取得装置により取得された複数の画像データを、前記分散コンピューティングシステムにより並行して計測処理することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載のパターン計測システム。
【請求項５】
半導体製造工程により形成された前記評価パターンを、請求項１ないし４の何れかに記載の前記パターン計測システムにより計測し、この計測結果に基づいて、前記評価パターンの形成された半導体基板の処理を決定し、または評価対象となった製造工程の製造条件を管理することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造工程中、すなわちインラインでパターンを計測するパターン計測システムおよびこのパターン計測システムを用いてパターンを計測する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、計測装置としてＣＤＳＥＭ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｂｅａｍ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ（測長走査形電子顕微鏡））を用いた寸法計測が、リソグラフィ工程やエッチング工程等の半導体製造工程で半導体基板（ウェハ）に形成される半導体パターンの形状検査において実施されている。
【０００３】
この従来のＣＤＳＥＭ内では、評価パターンの画像取得と、この取得された画像の画像データの画像計測（すなわち、画像データを解析することによる半導体パターンの評価）とが連続して実施される。この半導体パターンの評価結果が、パターンの合否判定を行うホストコンピュータ（生産管理システム）に送信される。この場合、画像計測は、ＣＤＳＥＭに属するＥＷＳ（Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎ）等で実施されることとなる。また、ＣＤＳＥＭで取得したＳＥＭ画像の画像データがＭＯ等の記録メディアに保管され、別のコンピュータで画像計測処理が実施される場合もあるが、これは専らエンジニアがプロセス開発のための実験データを取得する目的でなされるものであり、生産管理のためのインライン計測ではない。
【０００４】
一般に、ユーザは、性能、価格、信頼性等を総合的判断してＣＤＳＥＭを選定するが、ＣＤＳＥＭメーカが提供する計測方法でしか画像を評価することができない。このため、既述のように、ユーザが要求する方法でパターンを評価するためには、ＣＤＳＥＭから出力した画像を保存してオフラインで別のコンピュータで計測しなければならないという問題があった。
【０００５】
また、最も単純なライン線幅ＣＤでさえも、異なるメーカのＣＤＳＥＭでは、同一パターンに対して同じ値が得られるわけではない。これは、メーカ毎に、ＣＤＳＥＭの取得する画像の画質が異なることの他に、パターンの計測方法が異なることによることが大きい。例えば、パターンの計測方法として、しきい値法を用いた場合、画像に施される前処理や、内部処理パラメータがメーカ毎に異なるため、同じ測定結果を得ることができない。このように、異なるメーカのＣＤＳＥＭを並行して利用することが困難であるという問題があった。
【０００６】
さらに、近年、簡単なＣＤ計測の他にパターンの形状計測を実施する必要性が高まっているが、パターン形状計測のように計測が複雑な場合、ＣＤＳＥＭに属するＥＷＳ等で実施される計測に必要な時間が長くなる。このように、従来の計測システムでは、計測に必要な時間が長くなると単位時間に撮像できる画像の枚数が少なくなり、結果として装置のスループットが低下するという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、画像取得装置とは別に画像データベースおよび画像計測コンピュータを設けて、インラインでパターン計測することを可能とするとともに仕様の異なる画像取得装置の使用を許容しつつ、装置のスループットの向上を図ることが可能なパターン計測システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るパターン計測システムは、評価パターンの画像を取得する画像取得装置により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを格納し、前記画像取得装置とは別に設けられた画像データベースと、前記画像取得装置とは別に設けられ、前記画像データベースに格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータと、を備え、前記画像データベースに格納された前記画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択した計測レシピで前記画像計測コンピュータにより計測処理し、この計測結果を、上位コンピュータに送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インラインでパターン計測することを可能とするとともに仕様の異なる画像取得装置の使用を許容しつつ、装置のスループットの向上を図ることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明に係る実施の形態は、計測装置のデータを自動的に解析し、パターンの評価結果を生産管理システムに直接送信することが可能なパターン計測システムを提供するものである。以下、本発明を適用した各実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１に係るパターン計測システムを示すブロック図である。なお、従来の半導体製造工程では、ホストコンピュータから計測装置であるＣＤＳＥＭ（測長走査形電子顕微鏡）へロット情報や計測条件等の予め設定されている情報がダウンロードされて画像計測が実行されるが、本実施例においては、ＣＤＳＥＭを半導体製造工程において形成された評価パターンの画像を取得する画像取得装置として使用するものである。
【００１２】
パターン計測システム１は、評価パターンの画像を取得するための画像取得装置であるＣＤＳＥＭ２により取得された画像データとこの画像データのロット情報や計測条件等の付帯情報とを格納し、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像データベース３と、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられ、画像データベース３に格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータ４と、を備えている。
【００１３】
このパターン計測システム１に常駐する自動実行プログラムである計測（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）エージェントが、ＣＤＳＥＭ２により取得された画像データに対する計測処理要求を画像計測コンピュータ４に出す。この計測処理要求は、予め登録された計測方法を計測エージェントが画像データの付帯情報に基づいて判断して計測レシピを選択し、画像計測コンピュータ４に指示するものである。
【００１４】
このようにして、画像計測コンピュータ４は、計測処理要求に対応して計測処理が実行可能な状態である場合には、逐次画像データベース３に格納された画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択された計測レシピにより計測処理を実行する。画像計測コンピュータ４は、この計測結果を、例えば、図示しない上位コンピュータに送信し、この測定結果を受信した上位コンピュータは、ロットデータとしてホストコンピュータ５に随時送信する。
【００１５】
このホストコンピュータ５は、評価パターンの画像計測をするためのロット情報や計測条件等を出力するとともに、得られた計測結果に基づいて評価パターンの合否判定を実行する生産管理システムとして機能する。この評価パターンの合否判定に基づいて、例えば、不合格となったロット（半導体基板であるウェハ）を取除いたり、評価対象となっているロット（ウェハ）について再度処理を施したり、また、評価対象となっている製造工程の製造条件等を管理する等の対応がなされる。すなわち、パターン計測システム１の計測結果に基づいて、評価パターンの形成されたウェハの処理を決定し、または評価対象となった製造工程を管理するホストコンピュータ５により、半導体装置を製造する半導体製造工程が管理されるものである。
【００１６】
このように、本発明に係る実施例では、ＣＤＳＥＭ２をパターン画像の取得のみに利用するとともに、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像データベース３に得られた画像データを随時格納するようにしているので、ＣＤＳＥＭ２の画像取得処理を高速化することができるようになっている。
【００１７】
また、自動実行プログラムである計測エージェントは、ＣＤＳＥＭ２からの画像データおよび付帯情報の画像データベース３への格納を監視し、自動的に画像計測コンピュータ４に計測要求して計測結果を上位ホストコンピュータに送信するようにしているので、インラインで画像計測処理を実施することができるようになっている。
【００１８】
さらに、画像計測を計測装置として使用するＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像計測コンピュータ４で実行しているので、メーカの異なる（すなわち、計測方法等の仕様の異なる）ＣＤＳＥＭにより画像取得しても、パターンの計測方法が同一であり測定結果の装置間格差を低減させることができるようになっている。
【００１９】
なお、画像計測コンピュータ４から直接計測結果をロットデータとしてホストコンピュータ５に直接送信するようにしてもよい。
【００２０】
以上のように、本実施例に係るパターン計測システムおよび半導体装置の製造方法によれば、インラインでパターン計測することを可能とするとともに仕様の異なる画像取得装置の使用を許容しつつ、装置のスループットの向上を図ることができる。
【実施例２】
【００２１】
実施例１では、画像計測コンピュータから直接上位コンピュータまたはホストコンピュータに計測結果を送信する構成について述べたが、本実施例では、この計測結果を格納する結果データベースをさらに備えた構成について述べる。
【００２２】
図２は、本発明の実施例２に係るパターン計測システムを示すブロック図である。
【００２３】
図２に示すように、パターン計測システム１ａは、ＣＤＳＥＭ２により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを格納するとともに、画像計測コンピュータ４で計測した計測結果を格納し、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像/結果データベース６と、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられ、画像/結果データベース６に格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータ４と、を備えている。なお、ここでは画像/結果データベース６は、画像データベースと結果データベースとが１つのドライブ内の異なる領域に設けられた構成になっているが、画像データベースと結果データベースとを別のドライブ、別の装置に分けて設けてもよい。
【００２４】
実施例１と同様に、計測エージェントが、画像計測コンピュータ４に画像データに対する計測処理要求を出す。画像計測コンピュータ４は、画像データベース３に格納された画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択された計測レシピにより計測処理を実行する。パターン計測システム１ａに常駐する自動実行プログラムにより、画像計測コンピュータ４により計測処理した結果が画像/結果データベース６に格納される。すなわち、計測結果は、画像/結果データベース６の画像レコードの計測結果フィールドに格納されるものである。これにより、例えば、画像計測コンピュータ４において測定結果を保存する負荷を低減することができるようになっている。
【００２５】
また、自動実行プログラムにより、この結果データベースに格納された計測結果は、ロットデータとして予め設定されたタイミングで図示しない上位コンピュータを介してホストコンピュータ５に送信される。
【００２６】
なお、本実施例では、画像データベースと結果データベースとを画像/結果データベース６として１つのデータベースに集約して説明しているが、別々のデータベースとしても同様の作用効果を奏するのは勿論である。
【００２７】
以上のように、本実施例に係るパターン計測システムによれば、インラインでパターン計測することを可能とするとともに仕様の異なる画像取得装置の使用を許容しつつ、装置のスループットの向上を図ることができる。さらに、計測結果を格納する画像/結果データベースを備えているので、計測結果を一時保管し所定のタイミングで上位コンピュータまたはホストコンピュータに送信することができる。
【実施例３】
【００２８】
既述の実施例１、２では、画像取得装置であるＣＤＳＥＭから直接画像データベースに画像データを格納する構成について述べたが、本実施例では、ＣＤＳＥＭで取得された画像データを一時保管するサーバを備えた構成について述べる。
【００２９】
図３は、本発明の実施例３に係るパターン計測システムを示すブロック図である。
【００３０】
パターン計測システム１ｂは、ＣＤＳＥＭ２により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とを一時保管するＦＴＰ（Ｆｉｌｅ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ファイル転送プロトコル））画像サーバ７と、一時保管された画像データとこの画像データの付帯情報とを格納し、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられた画像データベース３と、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられ、画像データベース３に格納された画像データを計測処理する画像計測コンピュータ４と、を備えている。
【００３１】
ＣＤＳＥＭ２により取得された画像データとこの画像データの付帯情報とがＦＴＰ画像サーバ３へ一時保管された場合、このパターン計測システム１ｂに常駐する自動実行プログラムであるジョブ（ＪＯＢ）エージェントが、この画像データのＦＴＰ画像サーバへの格納を察知し、この画像データを付帯情報とともに画像/結果データベース６に格納する。ここで、ＣＤＳＥＭ２とは別に設けられたＦＴＰ画像サーバ７に得られた画像データを随時格納するようにしているので、ＣＤＳＥＭ２の画像取得処理を高速化することができるようになっている。
【００３２】
実施例２と同様に、計測エージェントが、画像計測コンピュータ４に画像データに対する計測処理要求を出す。画像計測コンピュータ４は、画像/結果データベース６に格納された画像データを、この画像データの付帯情報に基づいて選択された計測レシピにより計測処理を実行するようになっている。パターン計測システム１ａに常駐する自動実行プログラムにより、画像計測コンピュータ４により計測処理した結果が画像/結果データベース６に格納されるようになっている。
【００３３】
また、結果エージェントとして機能する自動実行プログラムにより、この画像/結果データベース６に格納された計測結果は、ロットデータとして予め設定されたタイミングで図示しない上位コンピュータを介してホストコンピュータ５に送信されるようになっている。なお、この結果エージェントは、例えば、ジョブエージェントの動作を察知した場合に起動し、または、計測エージェントの動作を察知した場合に起動するようになっている。
【００３４】
なお、本実施例では、実施例２と同様に、画像データベースと結果データベースとを画像/結果データベース６として１つのデータベースに集約して説明しているが、別々のデータベースとしても同様の作用効果を奏するのは勿論である。
【００３５】
以上のように、本実施例に係るパターン計測システムによれば、インラインでパターン計測することを可能とするとともに仕様の異なる画像取得装置の使用を許容しつつ、装置のスループットの向上を図ることができる。
【実施例４】
【００３６】
以上、各実施例では、画像データを計測処理する画像計測コンピュータを用いた構成について述べたが、本実施例では、特に、画像データをより短時間で計測処理するために画像計測コンピュータとして分散コンピューティングシステムを既述の各実施例のパターン計測システムに適用するための構成について述べる。
【００３７】
図４は、本発明の実施例４に係るパターン計測システムの分散コンピューティングで処理する画像データの一例を示すブロック図である。
【００３８】
図４に示すように、画像取得装置である第１のＣＤＳＥＭ２ａおよび第２のＣＤＳＥＭ２ｂにより、複数の画像データ１１が並行して取得されるようになっている。取得された画像データ１１は逐次画像データベース３ａに送信され格納される。
【００３９】
ここで、取得された画像データ１１は、ロット番号（例えば、ロット番号Ｌ１）、工程名（例えば、ゲート工程Ｇ１）、測定ウェハ（例えば、スロット番号Ｓ１）、測定サンプリング（例えば、ショット番号Ｓ１）および測定点（例えば、測定点番号Ｐ１）で規定される。これにより、画像データ１１は、例えば、付帯情報Ｌ１Ｇ１Ｗ１Ｓ１Ｐ１というようにユニークに記述して特定することができるようになっている。
【００４０】
図５は、図４の画像データを処理する分散コンピューティングの概略を示すブロック図である。
【００４１】
図５に示すように、本実施例に係る画像計測コンピュータは、画像データベースに格納された複数の画像データを付帯情報に基づいて分類するマスタノードと、マスタノードにより分類された画像データをこの分類毎に計測処理する複数のクラスタノード１０と、を有する分散コンピューティングシステム４ａにより構成される。
【００４２】
マスタノード９は、付帯情報に基づいて、画像データベース、またはＦＴＰ画像サーバに一時的に保存された複数の画像データを、例えば、一定間隔で測定点（測定点番号Ｐ１〜Ｐ３）毎に並べなおして分類する。
【００４３】
各クラスタノード１０は、分類された画像データを付帯情報に基づいて、測定レシピを選択し、所定の条件で計測処理を実行する。各クラスタノード１０により計測処理され得られた計測結果は、マスタノード９により所定の順序に並べられて、分散コンピューティングシステム４ａの出力、すなわち画像計測コンピュータの出力として上位コンピュータ、ホストコンピュータに送信され、または、結果データベースに格納されることとなる。
【００４４】
このように、画像取得装置である第１のＣＤＳＥＭ２ａおよび第２のＣＤＳＥＭ２ｂにより取得された複数の画像データを、分散コンピューティングシステムにより並行して計測処理するものである。これにより、例えば、計測処理にテンプレートの生成が必要な場合等、計測処理の効率を向上させるとともに、ロットの処理時間を短くできるようになっている。
【００４５】
なお、本実施例においては、第１および第２のＣＤＳＥＭ２ａ、２ｂで取得された画像データが画像データベース３ａに直接送信される場合について説明したが、実施例３と同様に、ＦＴＰ画像サーバに一時保管するようにしてもよいのは勿論である。
【００４６】
以上のように、本実施例に係るパターン計測システムによれば、特に、計測処理の効率を向上させるとともに、各ロットの処理時間を短くできる。
【００４７】
なお、以上の各実施例において、ＣＤ計測を実行する場合について説明したが、半導体生産ラインにおいては、合わせずれ計測、膜厚計測を実行する場合の各パラメータの計測処理についても適用でき、また、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶パネル製造ラインのトランジスタの線幅測定、その他の計測処理を実行する計測システムにも適用できるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例１に係るパターン計測システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例２に係るパターン計測システムを示すブロック図である。
【図３】本発明の実施例３に係るパターン計測システムを示すブロック図である。
【図４】本発明の実施例４に係るパターン計測システムの分散コンピューティングシステムで計測処理する画像データの一例を示すブロック図である。
【図５】図４の画像データを処理する分散コンピューティングシステムの概略を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１、１ａ、１ｂ  パターン計測システム
２  ＣＤＳＥＭ
２ａ  第１のＣＤＳＥＭ
２ｂ  第２のＣＤＳＥＭ
３、３ａ  画像データベース
４  画像計測コンピュータ
４ａ  分散コンピューティングシステム
５  ホストコンピュータ（生産管理システム）
６  画像/結果データベース
７  ＦＴＰ画像サーバ
８  上位コンピュータ
９  マスタノード
１０  クラスタノード
１１  画像データ
【図１】
2006302952.tif 000003
【図２】
2006302952.tif 000004
【図３】
2006302952.tif 000005
【図４】
2006302952.tif 000006
【図５】
2006302952.tif 000007