轮廓线解析装置、处理条件决定系统、形状估计系统、半导体装置制造系统、搜索装置以及在这些中使用的数据结构制造方法及图纸

能对会在半导体处理中产生的复杂的形状进行高精度的尺寸提取。通过在组合多个椭圆(100)而形成的图形的周上设置起点(110)和终点(120)，将连起这2点的周上的一笔画的曲线(120)用作形状模型，来描述对象结构的轮廓线。来描述对象结构的轮廓线。来描述对象结构的轮廓线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】轮廓线解析装置、处理条件决定系统、形状估计系统、半导体装置制造系统、搜索装置以及在这些中使用的数据结构


[0001]本专利技术涉及轮廓线解析装置、处理条件决定系统、形状估计系统、半导体装置制造系统、搜索装置以及在这些中使用的数据结构。

技术介绍

[0002]通过在半导体工艺中，根据适合的处理条件处理半导体样品，能实施期望的半导体加工。近年来，随着导入构成器件的新材料，器件结构复杂化，半导体处理装置的控制范围扩大，追加了许多控制参数。工艺多步化，实现微细且复杂的加工。为了使用半导体处理装置生产高性能的器件，需要进行工艺开发，导出实现半导体样品的目标的加工形状的适合的处理条件。
[0003]为了充分调动半导体处理装置的性能，大量的控制参数的最优化是不可或缺的，为了其实现，需要工艺开发的技术诀窍、高的装置运用技巧以及处理试验的大量的试错。因此，在工艺开发中，需要大规模的次数的尺寸测量。例如在作为处理对象而考虑线条/间距(Line and Space，L/S)图案的样品的情况下，若将每个线条图案的CD(Critical Dimension，临界尺寸)、深度等尺寸设为10处，将进行测量的线条图案数设为10个，则对每1个样品需要进行100个测量。因此，假设对100个样品进行处理，则需要合计10000次的尺寸测量。
[0004]器件的结构越复杂化，则测量部位数越增多，因此与尺寸测量时间的长期化相伴的工艺开发的延迟成为课题。此外，这些尺寸伴随结构的微细化而每年缩小，变得难以凭借人手进行尺寸提取。因此，需要不依赖人手地从半导体样品的图像高速且高精度地提取对象结构的尺寸的技术。专利文献1公开了这样的技术。
[0005]在专利文献1中，使用形状模型生成假想的加工形状，使用SEM模拟来作成加工形状和SEM信号波形的数据库。通过将在SEM中得到的实际的信号波形与数据库进行比对来确定接近于信号波形的加工形状，将其估计为观察中的加工形状。由此，能进行SEM图像的轮廓线检测(边缘检测)、提取对象结构的尺寸。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：JP特开2009
‑
198339号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的课题
[0010]在专利文献1的情况下，由于实施例所示的形状模型被简化，因此认为难以辨识复杂的形状。此外，由于通过数据库比对进行估计，因此对于数据库中没有的形状，认为难以进行估计。当前，在半导体器件中推进微细化、3D化，此外还在提出量子计算机等多样的结构。与此相伴，认为通过人手进行的尺寸提取在今后更加困难，需要不伴随手动操作地在短
时间内提取复杂且多种的形状。
[0011]由于难以辨识复杂且多种的形状的课题，例如难以在线条/间距图案中辨识在侧壁和底部具有不同的曲率的形状。在通常蚀刻中，由于基于自由基的各向同性的蚀刻和基于离子辅助的各向异性的蚀刻的效果重叠，因此，会频繁出现这样的曲率不同的加工结果。此外，若为了避免难以辨识未知形状的课题而使用庞大的规模的数据库，就有现实的时间中的估计变得困难的可能性。
[0012]用于解决课题的手段
[0013]通过在组合多个椭圆而形成的图形的周上设置起点和终点，将连起这2点的周上的一笔画的曲线用作形状模型，来描述对象结构的轮廓线。
[0014]专利技术的效果
[0015]能对会在半导体处理中产生的复杂的形状进行高精度的尺寸提取。
[0016]其他课题和新的特征会从本说明书的描述以及附图得以明确。
附图说明
[0017]图1是利用多个椭圆的形状模型。
[0018]图2A是带掩模图案样品的截面图。
[0019]图2B是对带掩模图案样品进行蚀刻处理后的截面图。
[0020]图2C是对图2B的截面图例示典型的形状特征量的图。
[0021]图3是散射测量中所用的假想形状的示例。
[0022]图4A是实施例1的尺寸提取系统的结构例。
[0023]图4B是轮廓线解析装置的硬件结构例。
[0024]图5是实施例1中的提取尺寸的流程图。
[0025]图6A是图2B所示的带掩模图案样品的轮廓线数据。
[0026]图6B是表示使形状模型相对于图6A的轮廓线进行拟合的样子的图。
[0027]图6C是表示使得与图6A的轮廓线拟合(fitting)的形状模型的图。
[0028]图7是用于说明使用形状模型算出尺寸的方法的图。
[0029]图8是形状模型数据库的数据结构的一例。
[0030]图9是实施例2的处理条件决定系统的结构例。
[0031]图10是决定实施例2中的半导体处理装置的处理条件的流程图。
[0032]图11是输入用GUI的示例。
[0033]图12是输出用GUI的示例。
[0034]图13是实施例3的结构形状估计系统的结构例。
[0035]图14是实施例3中的估计形状的流程图。
[0036]图15是实施例4的轮廓线检测系统的结构例。
[0037]图16是实施例4中的检测轮廓线的流程图。
[0038]图17是输入用GUI的示例。
[0039]图18是输出用GUI的示例。
具体实施方式
[0040]以下使用附图来说明本专利技术的实施方式。但本专利技术并不限制在以下所示的实施方式的记载内容进行解释。只要是本领域技术人员，就容易理解能在不脱离本专利技术的思想或主旨的范围内变更其具体的结构。
[0041]此外，附图等中示出的各结构的位置、大小、形状以及范围等为了专利技术的理解变得容易而有不表征实际的位置、大小、形状以及范围等的情况。因此，在本专利技术中，并不限定于附图等公开的位置、大小、形状以及范围等。
[0042]实施例1
[0043]图1以及图4A分别是表示实施例1中的形状模型以及尺寸提取系统的结构例的图。实施例1的尺寸提取系统从SEM图像等测量装置取得的图像，使用形状模型来提取用户的所期望的尺寸(希望提取的尺寸)。
[0044]在图2A，作为半导体样品的典型的示例而示出带掩模图案样品的截面图。掩模200形成于被蚀刻膜201上。图2B是对该带掩模图案样品进行蚀刻处理后的截面图。通过与掩模200相比，被蚀刻膜201被更优先地蚀刻处理，在掩模图案间形成槽。若设为目标的截面形状是图3所示那样的槽，则用户需要掌握图2B的对象结构的形状，调整半导体处理装置的控制参数。但是，由于以半导体处理装置的控制参数未适合化的状态而形成的加工形状具有复杂的形状，因此尺寸测量是花功夫的作业，如上述那样，成为工艺开发的延迟的原因之一。
[0045]在本实施例中，通过使用利用了图1所示那样的多个椭圆的形状模型，能精度良好地描述复杂且多种的形状。椭圆通过改变长轴、短轴的长度，能对从直线直至曲线进行描述，通过组合多个椭圆，能描述按每个部位曲率不同的形状。进而，不是如专利文献1那样进行数据库比本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种轮廓线解析装置，对从由利用了带电粒子线装置的测量装置取得的半导体样品的图像数据检测到的对象结构的轮廓线数据进行解析，所述轮廓线解析装置的特征在于，具有：形状模型设定部，其设定形状模型的规格即形状模型规格，所述形状模型是在作为多个椭圆的组合的图形的周上一笔画的曲线；形状模型拟合设定部，其设定形状模型的拟合方法；解析部，其使所述形状模型规格的形状模型通过所述形状模型拟合设定部中设定的拟合方法来针对所述轮廓线数据进行拟合，由此求取所述轮廓线数据的看似合理的形状模型；和形状模型数据库，其存放所述看似合理的形状模型的形状模型参数的值。2.根据权利要求1所述的轮廓线解析装置，其特征在于，所述轮廓线解析装置还具有：尺寸提取设定部，其根据所述轮廓线数据来设定希望提取的尺寸；和尺寸算出方法设定部，其设定所述尺寸提取设定部中设定的希望提取的尺寸的算出方法，所述解析部使用所述看似合理的形状模型，通过所述尺寸算出方法设定部中设定的算出方法来算出所述尺寸提取设定部中设定的希望提取的尺寸的值。3.根据权利要求1所述的轮廓线解析装置，其特征在于，所述形状模型的形状模型参数包含与构成所述图形的椭圆的形状以及配置相关的参数、以及与所述一笔画的方法相关的参数。4.根据权利要求1所述的轮廓线解析装置，其特征在于，所述形状模型拟合设定部针对拟合能选择最小二乘法、加权最小二乘法或正则化最小二乘法，为了求取所述看似合理的形状模型的形状模型参数，能选择利用了迭代解法的非线性最优化法或组合最优化法。5.根据权利要求2所述的轮廓线解析装置，其特征在于，所述尺寸提取设定部能设定奇异点搜索法，在该奇异点搜索法中，搜索所述形状模型上的奇异点，根据所述奇异点的坐标来算出所述尺寸提取设定部中设定的希望提取的尺寸，作为所述奇异点，包含所述形状模型中的微分值为0的极值点、不能进行微分的点、微分值的正负改变的拐点。6.一种处理条件决定系统，其特征在于，包含：权利要求1所述的轮廓线解析装置；和决定半导体处理装置的处理条件的处理条件决定装置，所述半导体样品是通过所述半导体处理装置进行了处理的半导体样品，所述处理条件决定装置具有：学习部，其学习所述半导体处理装置的处理条件与从在该处理条件下通过所述半导体处理装置进行了处理的所述半导体样品的图像数据检测到的对象结构的轮廓线数据的看似合理的形状模型的形状模型参数的值的相关模型；目标尺寸值设定部，其设定所述看似合理的形状模型的形状模型参数的目标值；和
处理条件估计部，其使用所述相关模型来估计给出所述目标尺寸值设定部中设定的所述看似合理的形状模型的形状模型参数的目标值的所述半导体处理装置的处理条件。7.一种形状估计系统，具有：假想形状数据生成装置，其作成与半导体样品所具有的对象结构相关的假想形状数据；和形状估计装置，其根据由测量装置取得的半导体样品的数据来估计对象结构的形状，所述形状估计系统的特征在于，所述假想形状数据生成装置具有：形状模型设定部，其设定形状模型的规格即形状模型规格，其中，所述形状模型是在作为多个椭圆的组合的图形的周上一笔画的曲线，且描述所述半导体样品的对象结构的形状；生成方法设定部，其针对所述形状模型设定部中设定的形状模型规格，设定生成形状模型参数的值的组的生成方法；参数生成部，其针对所述形状模型设定部中设定的形状模型规格通过所述生成方法设定部中所设定的生成方法来生成形状模型参数的值的组；和CAD部，其基于将所述参数生成部中生成的形状模型参数的值的组的任意一个代入到该形状模型规格而得到的形状模型，来生成所述对象结构的假想形状模型，所述形状估计装置具有：学习部，其学习所述对象结构的假想形状模型的生成中所用的形状模型的形状模型参数的值与针对所述对象结构的假想形状模型作为期待由所述测量装置取得的所述半导体样品的数据而求得的假想数据的相关模型；和形状估计部，其使用所述相关模型来估计给出最接近于由所述测量装置取得的所述半导体样品的数据的假想数据的形状模型参数的值。8.根据权利要求7所述的形状估计系统，其特征在于，所述测量装置是分光光谱测量装置，所述形状估计系统还具有：光学模拟器，其针对所述对象结构的假想形状模型，算出针对所述对象结构通过散射测量得到的分光光谱的理论值即假想分光光谱，所述形状估计装置的学习部将所述光学模拟器算出的假想分光光谱设为所述假想数据。9.一种形状估计系统，具有：假想形状数据生成装置，其作成与半导...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田百科，大森健史，高野直人，
申请(专利权)人：株式会社日立高新技术，
类型：发明
国别省市：