[发明专利]图案检查装置以及半导体检查系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用半导体器件的图像和所述半导体器件的设计数据，对晶片上形成的图案进行检查的图案检查装置。本发明还涉及由电子显微镜和作为所述图案检查装置进行动作的电子计算机构成的半导体检查系统。

背景技术

近年来的半导体器件向微细化、多层化发展，逻辑也变得复杂化，因此，其制造处于极其困难的状况。结果，存在着因制造工艺而多发引起缺陷的倾向，有效且正确地检测该缺陷来确定制造工艺的问题变得尤为重要。

由制造工艺引起的缺陷是图案的变形、截断、短路等，这些缺陷可通过与具有理想形状的基准图案进行比较来检测。具体而言，由操作人员从晶片上形成的图案中选择具有理想形状的图案，对该图案进行拍摄使其图像化，从而预先形成基准图像。然后，对检查对象的图案进行拍摄，调整检查对象图像与基准图像的图案位置，进行差分计算。在检查对象的图案中存在缺陷的情况下，由于缺陷位置的亮度信息与基准图像的亮度信息不同，因此差分量变大。利用该性质，检测出具有一定值以上的差分值的位置作为缺陷位置。

但是，在如上所述的现有检查方法中，由于会发生由操作人员进行的基准图案的登记作业，因此当要检查各种形状的图案时，存在着检查耗费时间的问题。因此，进行了如通过对基准图案采用半导体器件的CAD(Computer Aided Design)数据等设计数据，使基准图案的登记作业自动化，从而缩短检查时间的尝试。

在专利文献1中，公开了如下方法：根据设计数据确定发生图案截断或短路的区域，利用设计数据和对电路图案进行拍摄后的图像的对位结果，确定与所述区域对应的图像区域，通过调查所述图像区域内存在的电路图案的边缘的有无及其状态，从而检测图案的截断或短路。

专利文献1：特开2005-277395号公报

但是，CAD数据等设计数据的形状毕竟是理想形状，例如，线末端(line end)或拐角(corner)等电路图案的角部，以目前的制造工艺是不能重现的形状。因此，在单纯根据设计数据和检查对象图案的形状求取差分，并将该差分值为一定值以上的位置作为缺陷位置的现有方法中，存在着也可能将电气特性上没有问题的部位检测为缺陷的问题。而且，难以根据这些差分信息来识别电路图案的缺陷部位。

专利文献1所公开的方法中，在未严格进行设计数据与图像的对位的情况、与设计数据的图案相比实际的图案膨胀或收缩程度较大的情况、或根据设计数据推断出的图像上的区域中混有不希望的图案的情况等下，也可能发生缺陷的误检测。

在专利文献1中还公开了对将设计数据变换为适合与晶片上的电路图案比较的形状后的基准图案、和从电路图案的拍摄图像中提取的电路图案的边缘进行比较，由此检测电路图案的缺陷的方法，但有时在检查前并不清楚适合与电路图案进行比较的形状，有可能因基准图案与晶片上的电路图案的误差而引起缺陷的误检测。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种能解决现有技术中的问题、精度高且有效地检测缺陷的图案检查装置。进而，本发明还提供一种利用了这样的图案检查装置的半导体检查系统。

为了解决上述课题，本发明的图案检查装置包括：轮廓提取单元，其从所述半导体器件的拍摄图像中提取图案的轮廓数据；非直线部位提取单元，其从所述轮廓数据中提取非直线部位；角部位提取单元，其从所述半导体器件的设计数据中提取图案的角部位；以及缺陷检测单元，其比较来自所述非直线部位提取单元的非直线部位的位置、和来自所述角部位提取单元的角部位的位置，来检测图案的缺陷部位的位置。

优选所述缺陷检测单元将不存在位置上对应的角部位的非直线部位、以及不存在位置上对应的非直线部位的角部位判断为缺陷部位。

优选所述缺陷检测单元根据所述非直线部位的凸部的方向来检测图案的方向，根据所述角部位的角的方向来检测图案的方向，对所述非直线部位的位置和所述角部位的位置进行比较，并对根据所述非直线部位检测出的图案的方向和根据所述角部位检测出的图案的方向进行比较，来检测图案的缺陷位置。

优选所述缺陷检测单元将不存在位置上对应的角部位的非直线部位以及不存在位置上对应的非直线部位的角部位判断为缺陷部位，而且将即使位置上对应但所述检测出的图案的方向不同的非直线部位以及角部位也判断为缺陷部位。