(57)【要約】【課題】  微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な検査方法を提供すること。【解決手段】  検査方法は、リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程（Ｓ１）であって、前記複数のパラメータが、レジストパターンの複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における被処理基板とマスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程（Ｓ４）と、前記観察するべきパターンを観察する工程（Ｓ５）とを含む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に行われる、前記レジストパターンを検査する検査方法であって、
前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、
前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程と、
前記観察するべきパターンを観察する工程と
を含むことを特徴とする検査方法。
【請求項２】
前記複数のパラメータの少なくとも一つに対する、前記リソグラフィ工程により形成される前記レジストパターンの形状の依存性を用意する工程をさらに含み、
前記観察するべきパターンを抽出する工程において、前記レジストパターンの形状の依存性に基づいて、前記観察するべきパターンを抽出することを特徴とする請求項１に記載の形成方法。
【請求項３】
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程と、該リソグラフィ工程により形成されたレジストパターンをマスクにして前記被処理基板をエッチングすることにより、複数種のパターンを含む回路パターンを形成する工程とを含む回路パターン形成工程の後に行われる、前記回路パターンの前記複数種のパターンを検査する検査方法であって、
前記リソグラフィ工程および前記エッチング工程の少なくとも一方に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程であって、前記複数のパラメータが、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応する前記レジストパターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、
前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程と、
前記観察するべきパターンを観察する工程と
を含むことを特徴とする検査方法。
【請求項４】
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、前記レジストパターンを検査するための検査システムであって、
前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測するための計測手段であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記計測手段と、
前記計測手段により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する抽出手段と、
前記観察するべきパターンを観察する観察手段と
を具備してなることを特徴とする検査システム。
【請求項５】
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、コンピュータに、前記レジストパターンを検査させるためのプログラムであって、
前記コンピュータに、前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測させるための手順であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記手順と、
前記計測手順により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出させる手順と、
前記観察するべきパターンを観察させる手順とを実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板上のパターンを検査するための検査方法、検査システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程は、リソグラフィ工程を含む。該リソグラフィ工程により、ウエーハ上にパターンが形成される。その後、図２５に示すフローの検査が一般的に行われる。すなわち、まず、目視もしくは光学顕微鏡によるウエーハの外観検査により、レジスト塗布むらの有無等が確認される。次いで、光学式の検査装置により、レジストパターンとその下のパターン（下地パターン）との合わせずれが測定される。その後、光学顕微鏡もしくは電子顕微鏡により、レジストパターンの線幅が測定される。そして、レジストパターンをマスクにして下地をエッチングすることで形成されたパターンの線幅が測定される。
【０００３】
外観検査、合わせずれ測定、線幅測定等の各検査は、使用するプロセスや製造するデバイス種の違いにより、順番が前後したり、あるいは、省かれたりすることもあるが、最先端デバイスにおける微細パターンの検査は、概ね図２５に示したフローに従っている。各検査で、不良が発見された場合、もしくは、測定値がスペックアウトした場合には、レジスト膜が剥離され、条件を再設定して再露光が行われる。
【０００４】
一方、加工線幅の微細化により、露光時における光近接効果（Optical Proximity Effect, 略してＯＰＥ）が問題になってきている。通常、ＯＰＥによる線幅変化を補正するために、光近接効果補正（Optical Proximity Correction, 略してＯＰＣ）がフォトマスクに対して為される（非特許文献１）。
【０００５】
パターンの複雑や微細化に伴う露光自体の解像度の問題から、ＯＰＣは、複雑、かつ、困難なものになっている。ＯＰＣの効果を確認するために、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で取得したウエーハ上の転写イメージとＣＡＤデザインとを比較する方法が提案されている（非特許文献２）。
【０００６】
観測するパターンとしては、露光時における露光量変化やフォーカス変化に対する形状変動が大きいパターン、要するに、製造工程で欠陥となり易い“危険点”とよばれるものが選ばれる。通常、危険点は、リソグラフィーシミュレーション等により求められる。
【０００７】
この危険点の観察は、回路パターンが複雑な場合、抽出される危険点の数が膨大となる。そのため、危険点の観察は、スループットが要求される製造工程に適用することは現実的ではない。通常、危険点の観察は、新規に入荷したフォトマスクに処理されたＯＰＣが適当であるか否かを調べるために、図２６に示すようなフローで行われる。
【０００８】
上述したように、昨今、パターンの複雑化や微細化が進んでいる。そのため、従来の検査方法は有効でなくなりつつある。
【非特許文献１】L. W. Liebmann, B. Grenon, M. Lavin, S. Schomody, and T. Zell, “Optical proximity correction, a first at manufacturability,” Proc. SPIE 2322, pp.229-238, 1994
【非特許文献２】K. Hashimoto, H. Fujise, S. Nojima, T. Ito, and T. Ikeda, “Tolerance-based process proximity correction (PPC) verification methodology,” Proc. SPIE 5446, pp.471-480, 2004。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な検査方法、検査システムおよびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る検査方法は、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に行われる、前記レジストパターンを検査する検査方法であって、前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程と、前記観察するべきパターンを観察する工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る他の検査方法は、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程と、該リソグラフィ工程により形成されたレジストパターンをマスクにして前記被処理基板をエッチングすることにより、複数種のパターンを含む回路パターンを形成する工程とを含む回路パターン形成工程の後に行われる、前記回路パターンの前記複数種のパターンを検査する検査方法であって、前記リソグラフィ工程および前記エッチング工程の少なくとも一方に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程であって、前記複数のパラメータが、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応する前記レジストパターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程と、前記観察するべきパターンを観察する工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る検査システムは、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、前記レジストパターンを検査するための検査システムであって、前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測するための計測手段であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記計測手段と、前記計測手段により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する抽出手段と、前記観察するべきパターンを観察する観察手段とを具備してなることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係るプログラムは、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、コンピュータに、前記レジストパターンを検査させるためのプログラムであって、前記コンピュータに、前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測させるための手順であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記手順と、前記計測手順により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出させる手順と、前記観察するべきパターンを観察させる手順とを実行させるためのものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な検査方法、検査システムおよびプログラムを実現できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
現在、通常の合わせずれ測定や線幅測定を伴う製造工程の管理では、予め決められた合わせずれ測定用のマークや線幅測定のマークを用いた各測定が一般に行われている。これは、予め決めたマークが、回路パターンを代表するとした前提の上に成り立っている。
【００１６】
しかしながら、昨今のパターンの複雑化や微細化により、回路パターンを正確に代表するマークを決めることが困難になってきている。その結果、パターンの複雑化や微細化により、製造工程の管理が困難になってきている。
【００１７】
そこで、予め決めたマークによる管理よりも、上述の危険点、すなわち、製造工程において不良となりやすいデバイスパターンで管理する方が合理的であると考えられる。
【００１８】
以下、上記のことを考慮した本発明の実施形態を図面参照しながら説明する。
【００１９】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の検査方法を説明するためのフローチャートである。
【００２０】
本実施形態では、被処理基板上のレジストパターンの線幅を計測する工程を含む検査方法について説明する。被処理基板の一例としてはＳｉウエーハがあげられる。被処理基板の他の例としては、Ｓｉウエーハと、該Ｓｉウエーハ上に形成された絶縁部材や導電部材とを含む基板があげられる。絶縁部材は、例えば、素子分離絶縁膜、ゲート絶縁膜、層間絶縁膜である。導電部材は、例えば、ゲート電極等の電極、プラグ、配線である。
【００２１】
まず、露光に先立ち、リソグラフィシミュレータにより、被処理基板上のレジスト膜上に転写される、マスク上のデバイスパターンを構成する各パターンに対応する、各パターン（レジストパターンを構成する各パターン）の、露光量変化およびフォーカスずれに対する転写形状の特性が算出される。
【００２２】
すなわち、リソグラフィ工程に係るパラメータである露光量およびフォーカスに対する、リソグラフィ工程により形成されるレジストパターンの形状（輪郭および寸法）の依存性が用意される（レジストパターンの転写形状の露光量，フォーカス依存性）。
【００２３】
本実施形態では、リソグラフィ工程に係るパラメータとして、露光量およびフォーカスが選ばれているが、露光量およびフォーカスの一方でだけの実施形態も可能である。さらに、三つ以上のパラメータでも構わない。
【００２４】
リソグラフィ工程に係るパラメータとしては以下の四つをあげることができ、これらのうちの少なくとも一つを採用した実施形態が可能である。
【００２５】
１．レジストパターン中の複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法。
【００２６】
２．レジスト膜を露光する工程において、レジスト膜に与えられた露光量。
【００２７】
３．レジスト膜を露光する工程における露光装置のレジスト膜に対するフォーカス。
【００２８】
４．リソグラフィ工程における被処理基板とマスクとの重ね合わせずれ。
【００２９】
図２に、リソグラフィシミュレータにより算出された、露光量変化に対する転写形状の特性の例を示す。図３に、リソグラフィシミュレータにより算出された、フォーカスずれに対する転写形状の特性の例を示す。
【００３０】
図２および図３において、点線はターゲットパターン１ｔ，２ｔ、実線はリソグラフィシミュレータにより算出されたパターン（シミュレーションパターン）１ｓ，２ｓを示している。
【００３１】
図２のパターン１に対応したパターンを有するレジストパターンは、露光量アンダーに対してショートが生じ易い箇所３を持つことが判った。一方、図３のパターン２に対応したパターンを有するレジストパターンは、フォーカスずれに対してパターン消滅が生じ易い箇所４を持つことが判った。
【００３２】
上記マスク上のデバイスパターンを構成する各パターンに対し、不良の生じ易い箇所の線幅が、露光量とフォーカスの関数（関係式）として記述され、その関数（関数式）はデータベースに格納される。関数（関係式）ではなく、テーブルの形式でデータベースに格納されても構わない。
【００３３】
図４に、図２のシミュレーションパターン１ｓについて、上記関数をグラフ化したものを示す。図４には、ショートが生じ易い箇所３の線幅（ショートし易い突き当て部分の寸法）について、露光量−フォーカスの座標上で、同じ線幅（ここでは、ターゲット寸法Ｌｔ、Ｌｔよりも１０％小さい寸法、Ｌｔよりも１０％大きい寸法）を結んで得られる線が示されている。
【００３４】
次に、露光工程に進む。まず、被処理基板上にポジ型レジスト膜が形成される。次いで、被処理基板はＡｒＦ露光装置のステージ上に載せられる。被処理基板の上方にフォトマスクが配置される。該フォトマスクのパターン中には配線パターンが含まれる。次いで、上記フォトマスクのパターンは、ＡｒＦ露光装置によって、上記ポジ型レジスト膜上に転写される。
【００３５】
図５に、上記フォトマスクの平面図を示す。図５において、１１はデバイス領域、１２はマーク領域を示している。デバイス領域１１内に上記配線パターンが設けられている。マーク領域１２内には、線幅、合わせずれ、ドーズ、フォーカスの各モニターマークが配置されている。マーク領域１２はフォトマスクの四隅に設けられている。
【００３６】
上記フォトマスクはハーフトーン型の位相シフトマスクであって、ここでは、ドーズ／フォーカスモニターマークとして、文献（M. Asano, T. Fujisawa, K. Izuha, and S. Inoue, “Run-to-run CD error analysis and control with monitoring of effective dose and focus,” Proc. SPIE 5038, pp.239-246, 2003）に記載されたマークを用いる。
【００３７】
線幅測定マークとしては、図６に示すように、光学式測定用のマークであって、９０ｎｍのライン／スペースパターンが用いられる。図６において、２１はライン、２２はスペースを示している。
【００３８】
また、合わせずれ測定マークとしては、図７に示すように、下地基板に形成されたマーク２３の中央にレジストマーク２４がはめ込まれたタイプのマーク（バー・イン・バー）が用いられる。
【００３９】
上述したフォトマスクや各マークはあくまでも一例であって、使用可能なフォトマスクや各マークはそれらに限定されるものではない。
【００４０】
次に、現像処理を経て、パターン１，２に対応したレジストパターンが被処理基板上に形成される（ステップＳ１）。このようなレジストパターンが形成された被処理基板を二つ形成した（第１の基板、第２の基板）。実際の製造工程では、もっと多くの基板が形成されるが、ここでは簡単のため二つとした。
【００４１】
次に、各基板の検査工程に進む。
【００４２】
まず、光学式の合わせずれ検査装置により、重ね合わせずれ、ドーズモニタ、フォーカスモニタが計測される。さらに、線幅測定マークがスキャッタロメトリにより計測される（ステップＳ２）。
【００４３】
計測の結果、第１の基板上のレジスト膜は、適正露光量に対して−５％外れた露光量で露光されていることが判った。すなわち、第１の基板は、許容値から外れた露光量で露光されていることが判った。一方、第２の基板では適正値に対して５０ｎｍ外れたフォーカス値で露光されていることが判った。すなわち、第２の基板は、許容値から外れたフォーカス値で露光されていることが判った。
【００４４】
上記計測の結果と上記データベースに格納された関数（関係式）とに基づいて、第１および第２の基板のレジストパターンの線幅（仕上がり寸法）が予測される（ステップＳ３）。
【００４５】
次いで、予測されたレジストパターンの線幅のうち、デバイス領域内においてターゲット値から外れていると推測されるもの（観察するべきゲートパターン）が抽出される（ステップＳ４）。
【００４６】
本実施形態では、第１および第２の基板のレジストパターンはそれぞれパターン１，２に対応した部分が不良となっている可能性が高いと算出された。すなわち、レジストパターン中のパターンの中で、ターゲット値から外れていると推測されるパターン（観察するべきパターン）として、パターン１，２に対応するパターンが抽出される。
【００４７】
次いで、第１の基板については、パターン１に対応するレジストパターン中のパターンがＳＥＭにより観察され、そして、パターン１に対応するレジストパターン中のパターンの転写イメージ（計測パターン）が取得される（ステップＳ５）。図８に、取得された転写イメージ（計測パターン）を示す。図８において、実線は転写イメージ（計測パターン）１ｍを示している。
【００４８】
同様に、第２の基板については、パターン２に対応するレジストパターン中のパターンがＳＥＭにより観察され、そして、パターン２に対応するレジストパターン中のパターンの転写イメージ（計測パターン）が取得される（ステップＳ５）。図９に、取得された転写イメージ（計測パターン）を示す。図９において、実線は転写イメージ（計測パターン）２ｍを示している。
【００４９】
次いで、転写イメージ（計測パターン）とＣＡＤデータ（ターゲットパターン）とを比較することにより、観察（取得）されたパターンの良否が判断される（ステップＳ６）。
【００５０】
その結果、第１の基板については、パターン１に対応するレジストパターン中のパターン（転写イメージ１ｍ）にはショートが発生していることが判明した。一方、第２の基板については、パターン２に対応するレジストパターン中のパターン（転写イメージ２ｍ）の形状には変形が生じているが、許容値内の変形であるであることが判明した。
【００５１】
次いで、第１の基板については、レジスト膜が剥離され、その後、実効ドーズ、実効フォーカスの計測結果等を参照し、条件を変えて再露光される（ステップＳ７）。一方、第２の基板は次工程にまわされる（ステップＳ８）。
【００５２】
本実施形態では、測定マークとして通常のモニターマークを用いて各基板の検査を行うことにより、各基板が許容値から外れた条件で露光されているか否かが判断される。本実施形態の場合、第１および第２の基板は、許容値から外れた条件で露光されたと判断される。
【００５３】
ここで、従来の検査方法を用いた製品管理の場合、許容値から外れた第１および第２の基板はただちに再露光にまわされる。
【００５４】
しかし、本実施形態の検査方法を製品管理では、測定マークを用いた検査後に、さらに検査（危険点の詳細な検査）が行われる。この検査により、第２の基板は、フォーカス値が許容値から外れていたにも関わらず、デバイスパターンに不良のないことが確認され、次工程にまわされる。すなわち、本実施形態によれば、微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な（正確な）検査を行えるようになる。
【００５５】
これは、最初の計測工程における許容値の設定が適正でなかったとも解釈されるが、現実的に言うと、デバイスを構成するあらゆるパターンを考慮し、露光量、フォーカス、等の許容値を設定することは不可能であり、本実施形態で説明したような、２段階の検査を行った方が製品管理としてより現実的で有効である。
【００５６】
（第２の実施形態）
本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、第１の実施形態の検査対象のパターンよりも上の層のパターンが検査対象として選ばれていることにある。
【００５７】
第１の実施形態と同様に、露光に先立ち、リソグラフィシミュレータにより、被処理基板上のレジスト膜上に転写される、マスク上のコンタクトホールパターンに対応するパターンの、露光量およびフォーカスずれに対する転写形状の特性が算出される。
【００５８】
さらに、予めデバイスのレイアウトを詳細に調べることにより、下地の配線パターンに対して、コンタクトホールの合わせずれの許容値が厳しい箇所が予め抽出される。
【００５９】
第１の実施形態にてリソグラフィ工程を通過した第２の基板上に、金属膜、レジストパターンが順次形成される。上記レジストパターンをマスクにして上記金属膜をエッチングすることにより、回路の配線パターンが形成される。その後、上記レジストパターンが除去される。
【００６０】
次いで、第２の基板上に酸化膜（層間絶縁膜）、レジスト膜が順次形成される。
【００６１】
次いで、ＡｒＦ露光装置を用いて、基板上の上方に配置された、コンタクトホールパターンを含むフォトマスクが露光され、フォトマスクのパターンが第２の基板上の上記レジスト膜上に転写される。
【００６２】
上記フォトマスクは、第１の実施形態で用いられたフォトマスクと同様に、デバイス領域外の領域内には、線幅測定、合わせずれ測定、ドーズモニタ、フォーカスモニタのための各マークが配置されている。
【００６３】
次いで、現像処理を経て、コンタクトホールパターンを含むレジストパターンが第２の基板上に形成される。
【００６４】
次に、第２の基板の検査工程に進む。
【００６５】
まず、光学式の合わせずれ検査装置により、重ね合わせずれ、ドーズモニタ、フォーカスモニタが計測される。
【００６６】
次いで、光学式の線幅測定装置により、グレーチングパターンからなる線幅測定マークが計測される。
【００６７】
計測の結果、あるショットにおいて４０ｎｍの合わせずれが生じていること、適正なフォーカス値よりも１００ｎｍずれて露光されていることが判った。
【００６８】
次いで、上記計測の結果と上記データベースとを比較し、コンタクトホールと下地パターンとの接触不良が起こりうる箇所が抽出される。
【００６９】
次いで、図１０に示すように、コンタクトホールの転写イメージ（計測パターン）がＳＥＭにより取得される。図１０において、４１は取得されたコンタクトホールの転写イメージ（計測パターン）、４２はコンタクトホール下の配線パターンの転写イメージ（計測パターン）、４３は上記抽出された箇所を示している。
【００７０】
抽出された箇所４３において、フォーカスのシフトに位置ずれが加わり、コンタクトホール下の配線パターンに対してコンタクトホールが所望どおりに接していないことが判った。
【００７１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、危険箇所の詳細な検査を導入することにより、通常ならば見逃してしまう不良を見つけることができる。
【００７２】
その後、第２の基板上のレジスト膜を剥離し、条件を再設定して再露光を行うことにより、上記接触不良は修正される。
【００７３】
本実施形態でも第１の実施形態と同様に、微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な（正確な）検査を行えるようになる。
【００７４】
（第３の実施形態）
図２２は、第３の実施形態の検査方法を説明するためのフローチャートである。
【００７５】
本実施形態が第１および第２の実施形態と異なる点は、第１および第２の実施形態の検査対象であるレジストパターンをマスクにして下地をエッチングして形成されたパターンが検査対象であることにある。本実施形態では、上記パターンとして、ロジック回路のゲートパターンを例にあげて説明する。
【００７６】
まず、露光に先立ち、リソグラフィシミュレータにより、図１１に示すように、被処理基板上のレジスト膜上に転写される、マスク上のゲートパターンに対応するパターンの、露光量変化およびフォーカスずれに対する転写形状の特性（変化カーブ）が、複数のゲート間距離について、算出される。
【００７７】
図１１には、ゲート間距離が異なる六つの変化カーブａ−ｈが示されている。上記算出された複数のゲート間距離におけるレジストパターンの転写形状の露光量およびフォーカスの依存性（レジストパターンの転写形状のゲート間距離，露光量，フォーカス依存性）は、データベースに格納される。
【００７８】
本実施形態では、リソグラフィ工程およびエッチング工程の少なくとも一方に係るパラメータとして、露光量およびフォーカスが選ばれているが、露光量およびフォーカスの一方でだけの実施形態も可能である。さらに、三つ以上のパラメータでも構わない。
【００７９】
パラメータとしては以下の五つをあげることができ、これらのうちの少なくとも一つを採用した実施形態が可能である。
【００８０】
１．エッチング工程で形成されたロジック回路中の複数種のパターンの少なくとも一つの寸法。
【００８１】
２．エッチング工程で形成されたロジック回路中の複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応するレジストパターン中の複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差。
【００８２】
３．レジスト膜を露光する工程において、レジスト膜に与えられた露光量。
【００８３】
４．レジスト膜を露光する工程における露光装置のレジスト膜に対するフォーカス。
【００８４】
５．リソグラフィ工程における被処理基板とマスクとの重ね合わせずれ。
【００８５】
さらに、予備実験により、図１２に示すように、ゲートパターンを形成するためのレジストパターン（レジストゲートパターン）の線幅（レジストゲートパターン線幅）と、レジストゲートパターンをマスクにしてポリシリコン膜をエッチングすることにより形成されたポリシリコンゲートパターンの線幅（ポリシリコンゲート線幅）との差（ゲート線幅変化量）の、ゲート間距離依存性が予め取得される。取得されたゲート線幅変化量のゲート間距離依存性はデータベースに格納される。ここでは、ゲート線幅変化量＝レジストゲート線幅−ポリシリコンゲート線幅とする。
【００８６】
次いで、図１３に示すように、被処理基板５１の表面に素子分離領域（ＳＴＩ）５２が形成される。
【００８７】
次いで、図１４に示すように、被処理基板５１の全面上にゲートパターンとなるポリシリコン膜５３が形成される。実際には、ゲート絶縁膜が形成されるが、簡単のため、省いてある。
【００８８】
次いで、図１５に示すように、ポリシリコン膜５３上に反射防止膜５４が形成され、反射防止膜５４上にレジスト膜５５が形成される。
【００８９】
次いで、被処理基板５１の上方にゲートパターンを含むフォトマスクが配置され、その後、上記フォトマスクのパターンは、ＡｒＦ露光装置によって、レジスト膜５５上に転写される。
【００９０】
上記フォトマスクは、第１の実施形態で用いられたフォトマスクと同様に、デバイスパターン領域外の領域内には、合わせずれ測定、線幅測定、ドーズモニタ、フォーカスモニタための各マークが配置されている。
【００９１】
被処理基板５１上には複数のゲートパターンが形成される。図１６に示すように、活性領域（素子分離領域５２で囲まれた領域）ＡＡ上の各ゲートパターンの線幅のターゲット寸法Ｌｇｔは９０ｎｍで一定であるが、隣接するゲートパターン間の距離Ｌｇｇは場所によって異なり２１０ｎｍ−１０００ｎｍの範囲で変化する。図１６には、簡単のため、隣接する二つのゲートパターンしか示していない。
【００９２】
線幅測定用マークには、図１７および図１８に示すように、３００ｎｍピッチと６００ｎｍピッチのラインアンドスペースパターンが用いられる。三つ以上の異なるピッチのラインアンドスペースパターンを用いても構わない。
【００９３】
次いで、図１９に示すように、現像処理等を経て、レジストパターン５５ｐが形成される（ステップＳ２１）。図１９には、簡単のため、隣接する二つのゲートパターンに対応するパターンしか持たないレジストパターン５５ｐが示されている。図１９は、図１６の平面図のＡ−Ａ'断面図に相当する。
【００９４】
次いで、合わせずれ測定マーク、ドーズモニターマーク、フォーカスモニターマークがそれぞれ合わせずれ検査装置により、そして、線幅測定マークがスキャッタロメトリにより計測される。このときのマーク計測を第１の計測という（ステップＳ２２）。
【００９５】
次いで、レジストパターン５５ｐをマスクにして反射防止膜５４、ポリシリコン膜５３をエッチングし、しかる後、レジストパターン５５ｐ、反射防止膜５４を除去することにより、図２０に示すように、複数のゲートパターン５３ｐが形成される（ステップＳ２３）。図２０には、簡単のため、隣接する二つのゲートパターン５３ｐしか示されていない。
【００９６】
次いで、上記線幅測定用マークの線幅がスキャッタロメトリにより再び計測される。このときのマーク計測を第２の計測という（ステップＳ２４）。
【００９７】
次いで、第１の計測の結果と上記データベースに格納されたシミュレーション結果（算出された転写形状の特性のゲート間距離依存性）とに基づき、レジストパターン５５ｐの線幅（仕上がり寸法）が予測される（ステップＳ２５）。
【００９８】
次いで、上記予測されたレジストパターン５５ｐの線幅（仕上がり寸法）と上記データベースに格納された線幅変化量のゲート間距離依存性とに基づき、各ゲートパターン５３ｐの線幅（仕上がり寸法）が予測される（ステップＳ２６）。
【００９９】
次いで、予測された各ゲートパターン５３ｐの線幅のうち、デバイス領域内においてターゲット値から外れていると推測されるもの（観察するべきゲートパターン）が抽出される（ステップＳ２７）。
【０１００】
次いで、ターゲット値から外れていると推測されたゲートパターンがＳＥＭにより観察され、上記ゲートパターンの転写イメージ（計測パターン）が取得される（ステップＳ２８）。
【０１０１】
次いで、上記取得された転写イメージ（計測パターン）とＣＡＤデータ（ターゲットパターン）とを比較することにより（図２１）、ターゲット値から外れていると推測されたゲートパターンが、実際に、ターゲット値から外れているか否かが判断される（ステップＳ２９）。
【０１０２】
ターゲット値から外れていると判断された場合には、ターゲット値から外れていると推測されたゲートパターン（不良ゲートパターン）は破棄される。その後、ターゲット値から外れていると推測されたゲートパターンの再作成および再検査が行われる（ステップＳ３０）。一方、ターゲット値から外れていないと判断された場合、基板は次工程にまわされる（ステップＳ３１）。
【０１０３】
ロジック回路のゲートパターンは非常に複雑であり、全てのパターンを観察するのは不可能である。そのため、既知の検査方法では、抜けのないロット管理は困難である。しかし、本実施形態では、マーク計測結果から、ターゲット寸法に仕上がっていなさそうなパターンを絞り込むことができるので、抜けのないロット管理が可能となる。
【０１０４】
本実施形態はロジック回路以外の回路に対しても適用可能である。
【０１０５】
本実施形態でも第１の実施形態と同様に、微細なパターンや複雑なパターンに対して有効な（正確な）検査を行えるようになる。
【０１０６】
（第４の実施形態）
図２３は、第４の実施形態に係る検査システムを模式的に示す図である。この検査システムは、第１−第３の実施形態の検査方法を実施するためのシステムの一例である。
【０１０７】
本実施形態の検査システムは、リソグラフィ特性算出部６１とエッチング特性算出部６２を備えている。
【０１０８】
リソグラフィ特性算出部６１はリソグラフィシミュレータを備えている。該ソグラフィシミュレータは、デバイスを構成する各パターンにおけるドーズとフォーカスに対するレジストパターンの線幅変化や、コンタクトホール等のパターンとその下地パターンとの接触面積などのリソグラフィ特性を算出できるようになっている。
【０１０９】
すなわち、第１の実施形態で述べたデバイスを構成する各パターンの露光量およびフォーカスずれに対する転写形状の特性、第２の実施形態で述べたコンタクトホールパターンに対応するパターンの露光量およびフォーカスずれに対する転写形状の特性、第３の実施形態で述べたレジストパターンの転写形状のゲート間距離／露光量／フォーカス依存性を算出できるようになっている。これらのリソグラフィ特性算出部６１による算出結果は、データベース６３に保持されるようになっている。
【０１１０】
エッチング特性算出部６２は、予備実験により求めた単純なパターンの線幅変化量に基づいて、実際のデバイスパターンでの線幅変化量を計算により予測できるようになっている。
【０１１１】
すなわち、第３の実施形態で述べた予備実験により求めたゲート線幅変化量のゲート間距離依存性と、予測されたレジストパターンの線幅とに基づき、各ゲートパターンの線幅を予測できるようになっている。エッチング特性算出部６２による算出結果は、データベース６３に保持されるようになっている。
【０１１２】
リソグラフィ特性算出部６１は、任意のタイミングで実行させることが可能であり、例えば、ドーズモニタ、フォーカスモニタの結果を取り込みながら逐次線幅の予測計算をエッチング特性算出部６２により行わせることが可能である。
【０１１３】
リソグラフィ特性算出部６１によって、または、リソグラフィ特性算出部６１およびエッチング特性算出部６２によって算出された線幅変化量（線幅予測値）は、例えば、関数の形でデータベース６３に保持される。具体的には、以下の通りである。
【０１１４】
すなわち、デバイスパターンを構成する各パターンＰｋ（ｋ＝１〜ｎ）に対応するレジストパターンの線幅ＷPkを、該レジストパターンを形成するための露光工程でのドーズ（Ｅ）、フォーカス（Ｆ）の関数ｆPkとして、
ＷPk ＝ ｆPk(E, F)
という関数形式にしてデータベース６３に保持される。
【０１１５】
下地パターンとの合わせずれに関しては、パターンＰｋとそのパターンが接触すべき下地パターンとの接触面積ＳPk（図２４参照）を、ｘ方向の位置ずれ量（ｄｘ）、ｙ方向の位置ずれ量(ｄｙ)、ドーズＥ、フォーカスＦの関数ｇPkとして、
ＳPk ＝ ｇPk(dx, dy, E, F),
という関数形式にてデータベース６３に保持される。
【０１１６】
エッチング特性に関しては、レジストパターンの線幅ＷPkの関数ｈPk として仕上がり線幅ＷFPk を、
ＷFPk ＝ ｈPk(WPk),
という関数形式にてデータベース６３に保持される。
【０１１７】
計測部６４は、合わせずれ検査装置、ＳＥＭ、スキャッタロメトリ等の各種検査装置を実行させるなどの制御を行うための制御部と、各測定レシピ、測定結果を管理するための管理部とを備えている。
【０１１８】
パターン抽出部６５は、不良となりやすいパターンを抽出するためのものである。パターン抽出部６５は、計測部６４が実行されることによって得られた計測結果と、リソグラフィ特性算出部６１、エッチング特性算出部６２によって得られた線幅変化量（線幅予測値）とを比較照合するための比較照合部と、比較照合部の結果に基づいて、デバイスパターンを構成する各種パターンから不良となりやすいパターンを判断するための判断部とを備えている。
【０１１９】
パターン抽出部６５は、不良となりやすいパターン以外にも、ユーザの設定によっては良品となっているパターンを抽出することができる。
【０１２０】
パターン抽出部６５により抽出されたパターンの名称およびその座標等の情報（観察情報）は、パターン観察部６６に送られる。
【０１２１】
パターン観察部６６は、上記観察情報に基づいて、抽出されたパターンを自動で観察する。パターンの観察は、例えば、ＳＥＭによって行われる。パターン観察部６６は、さらに、抽出されたパターンを観察するためのレシピの作成およびその管理、観察により取得されたパターンイメージを管理する。
【０１２２】
ここでは、パターン観察部６６を含めて検査システムとしたが、パターン観察部６６が省かれたものを検査システムとしても構わない。この場合、抽出したパターンの観察は人（オペレータ）によって行われる。
【０１２３】
検査システムは、さらに、パターン観察部６６により取得されたパターンイメージとリファレンス（例えば設計データ）とに基づいて、抽出されたパターンが本当に不良パターンであるか否かを判断する判断部を備えていても構わない。該判断部とパターン観察部６６とが一体となっていても構わない。
【０１２４】
さらに、本実施形態では、リソグラフィ特性算出部６１およびエッチング特性算出部６２を検査システムの一部としているが、検査システムとは別のものとしても構わない。すなわち、リソグラフィ特性算出部６１およびエッチング特性算出部６２にて得られるデータと等価のデータが保存されたメモリを含む装置を用いて、データベース６３に検査に必要なデータを入力しても構わない。
【０１２５】
以上述べた実施形態の方法は、プログラムとしても実施できる。
【０１２６】
例えば、第１の実施形態の方法であれば、ステップＳ２−Ｓ８に相当するステップ（手順））をコンピュータに実行させるためのものである。
【０１２７】
また、第３の実施形態の方法であれば、ステップＳ２２−Ｓ３１に相当するステップ（手順））をコンピュータに実行させるためのものである。
【０１２８】
上記プログラムは、コンピュータ内のＣＰＵおよびメモリ（外部メモリを併用することもある。）等のハードウエア資源を用いて実施される。ＣＰＵは、メモリ内から必要なデータを読み込み、該データに対して上記ステップ（手順）を行う。各ステップ（手順）の結果は、必要に応じてメモリ内に一時的に保存され、他のステップ（手順）で必要になったときに読み出される。
【０１２９】
以上述べた実施形態を含めて本発明に係る実施形態は以下のようにまとめることができる。
【０１３０】
（１）検査方法は、
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に行われる、前記レジストパターンを検査する検査方法であって、
前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程（計測工程）であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、
前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程（抽出工程）と、
前記観察するべきパターンを観察する工程（観察工程）とを含む。
【０１３１】
（２）上記（１）の検査方法において、
前記リソグラフィ工程に係る前記複数のパラメータの少なくとも一つに対する、前記リソグラフィ工程により形成される前記レジストパターンの形状の依存性を用意する工程をさらに含み、
前記抽出工程において、前記レジストパターンの形状の依存性に基づいて、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１３２】
（３）上記（１）または（２）の検査方法において、
前記抽出工程の前に、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中で、予め規定された寸法に仕上がっていないパターンを推定する工程（推定工程）をさらに含み、該推定工程により推定されたパターンの中から、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１３３】
（４）上記（１）−（３）の検査方法のいずれかにおいて、
前記観察工程において、前記被処理基板に予め形成されたパターンと、前記リソグラフィ工程で形成されたレジストパターンとの重なり量を観察する。
【０１３４】
（５）上記（１）−（４）の検査方法のいずれかにおいて、
前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差から外れているか否かを判断する工程をさらに備えている。前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差内の場合には、前記抽出工程と前記観察工程を行う。一方、前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差から外れていた場合には、前記抽出工程と前記観察工程は行わない。
【０１３５】
（６）検査方法は、
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程と、該リソグラフィ工程により形成されたレジストパターンをマスクにして前記被処理基板をエッチングすることにより、複数種のパターンを含む回路パターンを形成する工程とを含む回路パターン形成工程の後に行われる、前記回路パターンを検査する検査方法であって、
前記リソグラフィ工程および前記エッチング工程の少なくとも一方に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測する工程（計測工程）であって、前記複数のパラメータが、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応する前記レジストパターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記工程と、
前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する工程（抽出工程）と、
前記観察するべきパターンを観察する工程（観察工程）とを含む。
【０１３６】
（７）上記（６）の検査方法において、
前記複数のパラメータの少なくとも一つに対する、前記回路パターン形成工程により形成される前記回路パターンの形状の依存性を用意する工程をさらに含み、
前記抽出工程において、前記回路パターンの形状の依存性に基づいて、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１３７】
（８）上記（６）または（７）の検査方法において、
前記抽出工程の前に、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中で、予め規定された寸法に仕上がっていないパターンを推定する工程（推定工程）をさらに含み、該推定工程により推定されたパターンの中から、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１３８】
（９）上記（６）−（８）の検査方法のいずれかにおいて、
前記観察工程において、前記被処理基板に予め形成されたパターンと、前記回路パターン形成工程で回路パターンとの重なり量を観察する。
【０１３９】
（１０）上記（６）−（９）の検査方法のいずれかにおいて、
前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差から外れているか否かを判断する工程をさらに備えている。前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差内の場合には、前記抽出工程と前記観察工程を行う。一方、前記計測工程における計測結果が、予め決めておいた公差から外れていた場合には、前記抽出工程と前記観察工程は行わない。
【０１４０】
（１１）検査システムは、
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、前記レジストパターンを検査するための検査システムであって、
前記リソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測するための計測手段であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記計測手段と、
前記計測手段により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する抽出手段と、
前記観察するべきパターンを観察する観察手段とを具備してなる。
【０１４１】
（１２）上記（１１）の検査システムにおいて、
前記リソグラフィ工程に係る前記複数のパラメータの少なくとも一つに対する、前記リソグラフィ工程により形成される前記レジストパターンの形状の依存性を求める手段をさらに含み、
前記抽出手段は、前記レジストパターンの形状の依存性に基づいて、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１４２】
（１３）上記（１１）または（１２）の検査システムにおいて、
前記観察するべきパターンを抽出する前に、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中で、予め規定された寸法に仕上がっていないパターンを推定する手段（推定手段）をさらに含み、該推定手段により推定されたパターンの中から、前記抽出手段は前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１４３】
（１４）上記（１１）−（１３）の検査システムのいずれかにおいて、
前記観察手段は、前記被処理基板に予め形成されたパターンと、前記リソグラフィ工程で形成されたレジストパターンとの重なり量を観察する。
【０１４４】
（１５）上記（１１）−（１４）の検査システムのいずれかにおいて、
前記計測手段による計測結果が、予め決めておいた公差から外れているか否かを判断する手段（判断手段）をさらに備えている。前記計手段による計測結果が、予め決めておいた公差内の場合には、前記抽出手段と前記観察手段は実行される。一方、前記計測手段による計測結果が、予め決めておいた公差から外れていた場合には、前記抽出手段と前記観察手段は実行されない。
【０１４５】
（１６）検査システムは、
被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程と、該リソグラフィ工程により形成されたレジストパターンをマスクにして前記被処理基板をエッチングすることにより、複数種のパターンを含む回路パターンを形成する工程とを含む回路パターン形成工程の後に、前記回路パターンの前記複数種のパターンを検査するための検査システムであって、
前記リソグラフィ工程および前記エッチング工程の少なくとも一方に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測するための計測手段であって、前記複数のパラメータが、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応する前記レジストパターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記計測手段と、
前記計測手段により形成された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出する抽出手段と、
前記観察するべきパターンを観察する観察手段と
を具備してなる。
【０１４６】
（１７）上記（１６）の検査システムにおいて、
前記複数のパラメータの少なくとも一つに対する、前記回路パターン形成工程により形成される前記回路パターンの形状の依存性を求める手段（エッチング特性算出手段）をさらに備え、
前記抽出手段は、前記回路パターンの形状の依存性に基づいて、前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１４７】
（１８）上記（１６）または（１７）の検査システムにおいて、
前記観察するべきパターンを抽出する前に、前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中で、予め規定された寸法に仕上がっていないパターンを推定する手段（推定手段）をさらに備え、該推定手段により推定されたパターンの中から、前記抽出手段により前記観察するべきパターンを抽出する。
【０１４８】
（１９）上記（１６）−（１８）の検査システムのいずれかにおいて、
前記観察手段は、前記被処理基板に予め形成されたパターンと、前記回路パターン形成工程で回路パターンとの重なり量を観察する。
【０１４９】
（２０）上記（１６）−（１９）のいずれかにおいて、
前記計測手段による計測結果が、予め決めておいた公差から外れているか否かを判断する手段（判断手段）をさらに備えている。前記計測手段による計測結果が、予め決めておいた公差内の場合には、前記抽出手段と前記観察手段は実行される。一方、前記計測手段による計測結果が、予め決めておいた公差から外れていた場合には、前記抽出手段と前記観察手段は実行されない。
【０１５０】
（２１）上記（１）−（１０）の検査方法のいずれかにおいて、
前記計測工程は、被処理基板上に光を照射し、その反射光から、前記被処理基板上の情報を求める光学式の検査装置を用いて行われる。
【０１５１】
（２２）上記（１）−（１０）および（２１）の検査方法のいずれかにおいて、
前記観察工程は、走査型電子顕微鏡を用いて行われる。
【０１５２】
（２３）プログラムは、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程の後に、コンピュータに、前記レジストパターンを検査させるためのものであって、
前記コンピュータに、前記リソグラフィ工程におけるリソグラフィ工程に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測させるための手順であって、前記複数のパラメータが、前記レジストパターンの前記複数種のパターンのうちの少なくとも一つのパターンの寸法、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記手順と、
前記計測手順により計測された前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記レジストパターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出させる手順と、
前記観察するべきパターンを観察させる手順とを実行させるためのものである。
【０１５３】
（２４）プログラムは、被処理基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記被処理基板の上方にマスクを配置し、前記マスクのパターンを露光装置によって前記レジスト膜上に転写する工程と、前記レジスト膜を現像することにより、複数種のパターンを含むレジストパターンを形成する工程とを含むリソグラフィ工程と、該リソグラフィ工程により形成されたレジストパターンをマスクにして前記被処理基板をエッチングすることにより、複数種のパターンを含む回路パターンを形成する工程とを含む回路パターン形成工程の後に、コンピュータに、前記回路パターンを検査させるためのものであって、
前記コンピュータに、前記リソグラフィ工程および前記エッチング工程の少なくとも一方に係る複数のパラメータの少なくとも一つを計測させるための手順であって、前記複数のパラメータが、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法、前記回路パターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法と該寸法に対応する前記レジストパターンの前記複数種のパターンの少なくとも一つの寸法との寸法差、前記レジスト膜を露光する工程における前記レジスト膜に与えられた露光量、前記レジスト膜を露光する工程における前記露光装置の前記レジスト膜に対するフォーカス、および、前記リソグラフィ工程における前記被処理基板と前記マスクとの重ね合わせずれを含む、前記手順と、
前記計測した前記複数のパラメータの少なくとも一つの値に基づいて、前記回路パターンの前記複数種のパターンの中から、観察するべきパターンを抽出させる手順と、
前記観察するべきパターンを観察させる手順とを含む。
【０１５４】
以下、上記（１）−（２４）の作用効果について説明する。
【０１５５】
・上記（１）−（５）に対応
上記（１）−（５）はリソグラフィ工程後の検査方法である。基本的に、上記（１）−（５）は、[1]計測工程、[2]パターン抽出工程、[3]パターン観察工程の、３工程から構成される。“[1]検査工程”は、チップのダイシングライン上に設けた重ね合わせずれ測定マーク、寸法測定マーク、ドーズモニターマーク、フォーカスモニターマーク、等を計測すればよく、ここまでは従来の検査方法と特に変わることはない。
【０１５６】
ドーズモニタ、フォーカスモニタの後者二つのマークに関しては、文献（M. Asano, T. Fujisawa, K. Izuha, and S. Inoue, “Run-to-run CD error analysis and control with monitoring of effective dose and focus,” Proc. SPIE 5038, pp.239-246, 2003）に挙げられたマーク等が候補になる。
【０１５７】
上記（１）−（５）が従来と異なる点は、“[1]計測工程”で取得したデータを有効に活用する、というところにある。例えば、“[1]計測工程”による結果から、あるウエーハが、リソグラフィ時に、露光量が高すぎた、フォーカスがずれていた、あるいは、アライメントがずれていた、等の情報が判る。
【０１５８】
上記情報を用いれば、“[1]計測工程”で検査していないパターン、例えば、デバイス本体内のある局所的なパターンの仕上がり、を予測することができる。例えば、マーク検査により、露光量が高過ぎたと判断されたならば、これより同一ウエーハ上のデバイスパターンにおいて微細な配線が切れやすい（オープンしやすい）と推定できる。この切れやすいと推定されたパターンを特別に観察し、パターン形状を取得すれば、製造工程をより厳しく管理でき、すなわち、次工程に不良品を流す可能性が低くなる。
【０１５９】
また、この際、特別に観察するのは、露光量の影響を受け易いパターンのみであって、そうでないものは観察の対象から外すことができる。要するに“[1]計測工程”で、“[3]観察工程”で見るパターンを“[2]パターン抽出工程”で絞り込んでいる。
【０１６０】
この“切れやすいパターン”というのが、“従来技術”で述べたところの危険点であって、上記（１）−（５）により、まさに危険点管理を製造工程に取り込むことができる。
【０１６１】
・上記（２）に対応
上記（１）を構成する基本的な３工程（[1]計測工程、[2]パターン抽出工程、[3]パターン観察工程）に、リソグラフィ工程時の転写形状の変化特性を求めるリソグラフィ特性算出工程を追加した。
【０１６２】
すなわち、“[2]パターン抽出工程”では、定量的な尺度に基づき、観察するパターンを抽出すべきであるが、その尺度は、このリソグラフィ特性算出工程で求められる。市販のリソグラフィシミュレータ等を用いれば、露光量やフォーカスずれに対するパターンの線幅変化等を求めるのは容易であり、この工程ではシミュレーションが主な作業になる。
【０１６３】
・上記（３）に対応
上記（３）は、“[2]パターン抽出工程”に先立ち、推定工程の導入を限定したものである。この推定工程では、“[1]計測工程”、で得られた計測結果に基づき、ウエーハ上でデザイン通りに仕上がっていないパターンを推定する。ここで、デザイン通りにできていないと推定されたパターンが、“[2]パターン抽出工程”で抽出される。これにより、より不良となりやすい危険なパターンを抽出することが可能となる。
【０１６４】
・上記（４）に対応
リソグラフィでは、解像度のみならず、下地に形成されたパターンとの重ね合わせが重要である。例えば、下地の配線層に対し、適切な位置精度でコンタクトホールを形成しないと、配線不良が生じる。
【０１６５】
昨今のパターン微細化により、露光装置のレンズ収差が位置合わせに問題を起こしている。コマ収差がのった状態では、ウエーハへの露光時にパターンの位置ずれの起こることが知られている(T. Saito, H. Watanabe, and Y. Okuda, “Overlay error of fine patterns by lens aberration using modified illumination,” Proc. SPIE 3051, pp.686-696, 1997）。
【０１６６】
上記パターンの位置ずれは、パターンピッチに依存する。ロジックデバイス等では、異なるピッチのパターンが混在しているので、例えば、あるピッチで作られたマークで計測した重ね合わせずれ量が許容値以下であったとしても、別のピッチのデバイスパターンではそうではない可能性がある。
【０１６７】
そこで、上記（４）では、通常の計測工程の後に、さらに、観測工程を導入し、これをもってより厳しくパターンのシフト管理を実現する。
【０１６８】
・上記（５）に対応
検査工程として最初に行われる“[1]計測工程”においてずれ量が大きい場合は、ただちにレジスト剥離し再露光を行うのが適当と考えられる。よって、この場合においては後の工程（抽出工程と観察工程）は省略されるべきである。
【０１６９】
・上記（６）−（１０）に対応
上記（６）−（１０）は、上記（１）−（５）の検査方法をエッチング工程後の検査方法にまで拡張したものである。相違点は、“[1]計測工程”において、リソグラフィ工程からエッチング工程にかけた線幅変化（エッチングバイアス）を測定項目の一つに加えたことである。
【０１７０】
・上記（１１）−（２０）に対応
上記（１１）−（２０）は、検査システムに関するものであって、それぞれ、上記（１）−（１０）の検査方法に対応している。
【０１７１】
・上記（２１）に対応
上記（２１）は、“[1]計測工程”に用いる計測装置に限定したものであって、スキャッタロメトリ法等を用いれば高精度かつ高スループットで計測が実現できるものと考えられる。
【０１７２】
・上記（２２）に対応
“[3]観測工程”は、パターンのより詳細な情報を得ることを想定しているので、光学式と比較してより解像度の高い走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の適用が有効である。
【０１７３】
・上記（２３），（２４）に対応
上記（２３），（２４）は、プログラムに関するものであって、それぞれ、上記（１），−（６）の検査方法に対応している。
【０１７４】
さらに、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【０１７５】
その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
【図１】第１の実施形態に係る検査方法を説明するためのフローチャート。
【図２】リソグラフィシミュレータを用いて算出された露光量変化に対する転写形状の特性の例を示す図。
【図３】リソグラフィシミュレータを用いて算出されたフォーカスずれに対する転写形状の特性の例を示す図。
【図４】露光量およびフォーカスを変数、シミュレータパターンの寸法を値とする関数をグラフ化した図。
【図５】フォトマスクを示す平面図。
【図６】線幅測定マークの一例を示す平面図。
【図７】合わせずれ測定マークの一例を示す平面図。
【図８】ＳＥＭにより取得された第１の基板のレジストパターンの転写イメージ（計測パターン）を示す平面図。
【図９】ＳＥＭにより取得された第２の基板のレジストパターンの転写イメージ（計測パターン）を示す平面図。
【図１０】ＳＥＭにより取得されたコンタクトホールパターンの転写イメージ（計測パターン）を示す平面図。
【図１１】複数のゲート間距離についてのレジストパターンの転写形状の露光量およびフォーカスの依存性を示す図。
【図１２】ゲート線幅変化量のゲート間距離依存性を示す図。
【図１３】ゲートパターンを含む被処理基板の製造工程を示す断面図。
【図１４】図１３に続くゲートパターンを含む被処理基板の製造工程を示す断面図。
【図１５】図１４に続くゲートパターンを含む被処理基板の製造工程を示す断面図。
【図１６】ゲートパターンを含む被処理基板を示す平面図。
【図１７】線幅測定用マークを示す図。
【図１８】他の線幅測定用マークを示す図。
【図１９】図１５に続くゲートパターンを含む被処理基板の製造工程を示す断面図。
【図２０】図１９に続くゲートパターンを含む被処理基板の製造工程を示す断面図。
【図２１】取得された転写イメージ（計測パターン）とＣＡＤデータ（ターゲットパターン）との比較を示す平面図。
【図２２】第３の実施形態の検査方法を説明するためのフローチャート。
【図２３】第４の実施形態に係る検査システムを模式的に示す図。
【図２４】パターンとそのパターンが接触すべき下地パターンとの接触面積を示す図。
【図２５】従来のリソグラフィによるパターン形成後の検査フローを示す図。
【図２６】従来の危険点の観察フローを示す図。
【符号の説明】
【０１７７】
１ｔ，２ｔ…ターゲットパターン、１ｓ，２ｓ…シミュレーションパターン、１ｍ，２ｍ…転写イメージ（計測パターン）、３…ショートが生じ易い箇所、４…パターン消滅が生じ易い箇所、１１…デバイス領域、１２…マーク領域、２１…ライン、２２…スペース、２３…マーク、２４…レジストマーク、４１…転写イメージ（計測パターン）、４２…ターゲットパターン、４３…抽出箇所、５１…被処理基板、５２…素子分離領域、５３…ポリシコン膜、５３ｐ…ゲートパターン、５４…反射防止膜、５５…レジスト膜、５５ｐ…レジストパターン、６１…リソグラフィ特性算出部、６２…エッチング特性算出部、６３…データベース、６４…計算部、６５…パターン抽出部、６６…パターン観察部、ＡＡ…活性領域。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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