JP2001028060A - 微細パターン測定方法、微細パターン測定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

微細パターン測定方法、微細パターン測定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体

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JP2001028060A
JP2001028060A JP11202038A JP20203899A JP2001028060A JP 2001028060 A JP2001028060 A JP 2001028060A JP 11202038 A JP11202038 A JP 11202038A JP 20203899 A JP20203899 A JP 20203899A JP 2001028060 A JP2001028060 A JP 2001028060A
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ゆみこ 宮野
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡便な方法で大量の光近接効果補正パターン
を効率よく測定することができる微細パターン測定方法
を提供する。 【解決手段】 微細パターンの画像を取り込む第１のス
テップと、画像から微細パターンの輪郭を抽出する第２
のステップと、微細パターンの標準図形を取り込む第３
のステップと、標準図形を縦横比を保持したまま拡大あ
るいは縮小して輪郭に重ね合わせる第４のステップと、
輪郭と標準図形の交点を抽出する第５のステップと、輪
郭と標準図形と交点で囲まれた差領域を抽出する第６の
ステップと、差領域から補正パターン領域を抽出する第
７のステップと、補正パターン領域を測定する第８のス
テップとを少なくとも有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細パターン測定
方法、微細パターン測定装置、及び微細パターン測定プ
ログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒
体に関わり、特に、半導体装置の製造技術における露光
技術に関する。さらに、レチクルパターンなどの微細パ
ターンにおける光近接補正パターンの抽出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路で利用される微細加工の
基本技術である露光技術（リソグラフィ技術）は、回路
パターンに従ったレチクルなどのフォトマスクのパター
ンをウェハ表面に堆積された膜に光転写する技術であ
る。ウェハに転写されたパターンに従って、エッチン
グ、膜堆積、あるいは不純物注入などを行い、この繰り
返しにより半導体集積回路が製造される。
【０００３】半導体デバイスのパターン寸法の微細化に
伴い、レチクルのパターン寸法も微細化され、レチクル
パターンがウェハ上に転写する際に生じる光近接効果が
半導体デバイスの電気特性に影響が表れている。
【０００４】具体的には、図２５（ａ）左側欄の補正前
に示すように、四角形のレチクルパターンをウェハ上に
転写すると、転写パターンは角の部分が転写されず丸く
なる、いわゆる、パターン端部のショートニングが生じ
る。また、図２５（ｂ）左側欄の補正前に示すようなラ
インパターンを転写すると、中央のラインのセンター部
分が細く転写される、いわゆる、パターン周辺の環境の
変化による寸法の変動（疎密依存性）が生じる。これら
の光近接効果により半導体デバイスが設計パターンから
大きくずれてしまい、半導体デバイスの所定の動作が困
難になってしまう。
【０００５】この問題を解消する方法として、レチクル
パターンの光近接効果により転写されない部分に補助パ
ターン（ＯＰＣパターン）を付与するＯＰＣ技術が用い
られている。具体的には、図２５（ａ）右側欄の補正後
に示すように、四角形のレチクルパターンの場合、レチ
クルパターンの４つの角の外周に補正パターンを付与す
ると、転写パターンは角の丸みが抑えられ、パターン端
部のショートニングを抑えられる。また、図２５（ｂ）
右欄補正後に示すように、ラインパターンが隣接する部
分はその周辺のライン幅を広める補正パターンを付与し
て、局所的なラインの細りを抑えている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来の半導体
製造工程においては、光近接効果補正されたレチクルを
用いて転写したウェハ上のパターンを観察することがあ
っても、レチクルパターンを直接観察することがなかっ
た。つまり、補正パターンが正しくレチクルに付与され
ているかどうかをレチクル上で確認することを行わず、
レチクルからウェハに転写されたパターンにより確認し
ていた。したがって、レチクル上の補正パターンを評価
することは行っていなかった。
【０００７】また、レチクル上のパターンを評価する
際、未補正のパターンと補正パターンを区別する明確な
アルゴリズムが存在していなかった。
【０００８】本発明はこのような従来技術の問題点を解
決するために成されたものであり、その目的は、簡便な
方法で大量の光近接効果補正パターンを効率よく測定す
ることができる微細パターン測定方法、微細パターン測
定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納したコ
ンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供することであ
る。
【０００９】本発明の他の目的は、品質の高いマスクプ
ロセスの開発が可能な微細パターン測定方法、微細パタ
ーン測定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、微細パターンの画像を取り
込む第１のステップと、微細パターンの画像から微細パ
ターンの輪郭を抽出する第２のステップと、微細パター
ンの標準図形を取り込む第３のステップと、標準図形を
縦横比を保持したまま拡大あるいは縮小して微細パター
ンの輪郭に重ね合わせる第４のステップと、微細パター
ンの輪郭と標準図形の交点を抽出する第５のステップ
と、微細パターンの輪郭と標準図形と交点で囲まれた差
領域を抽出する第６のステップと、差領域から補正パタ
ーン領域を抽出する第７のステップと、補正パターン領
域を測定する第８のステップとを少なくとも有する微細
パターン測定方法であることである。ここで、微細パタ
ーンの標準図形は、未補正の微細パターンに相当し、Ｃ
ＡＤデータなどの設計データの補正前の設計パターンか
ら作成したり、測定者が任意に作成することができる。
また、微細パターンの輪郭から抽出することもできる。
【００１１】本発明の第１の特徴によれば、簡便な方法
で補正パターン領域の測定を行うことが可能となるた
め、効率よく光近接効果補正されたレチクルの検査を行
うことができる。また、標準図形をその縦横比を保存し
たままで拡大縮小して微細パターンの輪郭に重ね合わせ
ており、また微細パターンの輪郭に合わせてその大きさ
を変化させるようにしているので、微細パターンの画像
の倍率等に左右されず安定した測定が可能となる。
【００１２】したがって、リソグラフィプロセス開発の
際にはレチクルの光近接効果補正パターンの測定データ
を、大量に効率よく得ることができるので、レチクルの
より効果的な光近接効果補正を行うことが可能となる。
また、マスクプロセス開発の際にも、補正パターンが所
望通りにできているかどうか調べることが可能となるた
め、品質の高いマスクプロセスの開発が可能となる。一
方、実際のマスク管理の際においてもこれまでは補正パ
ターンの測定が行えないために、一度ウェハ上にパター
ンを形成してからマスクの出来、不出来を見るしかなか
ったが、実際にウェハ上にパターンを形成する前にレチ
クルの不具合を見つけることが可能となる。
【００１３】本発明の第１の特徴において、第７のステ
ップは、第６のステップで抽出されたすべての差領域を
補正パターン領域として抽出するステップであってもよ
い。また、第７のステップは、第６のステップで抽出さ
れた差領域の面積を測定する処理と、所定の閾値以上の
面積を有する差領域を補正パターン領域として抽出する
処理とからなってもよい。さらに、第７のステップは、
差領域を極座標で表示する処理と、補正パターンが存在
する範囲に重みを有する重み付け関数を作成する処理
と、極座標で表示された差領域に重み付け関数を乗じる
処理と、重み付け関数を乗じた後の差領域を補助パター
ン領域として抽出する処理とからなってもよい。
【００１４】また、本発明の第１の特徴に係わる微細パ
ターン測定方法は、第６のステップと第７のステップと
の間で、差領域の数と標準図形に付与された補正パター
ンの数とを比較するステップと、差領域の面積を測定す
るステップとをさらに有し、かつ、第７のステップは、
以下の第１乃至第３の場合に分けられることが望まし
い。まず、差領域の数が補正パターンの数と同数である
第１の場合には、第７のステップは、すべての該差領域
を補正パターン領域として抽出するステップである。次
に、差領域の数が補正パターンの数よりも多く、かつ、
差領域の面積の分布に所定の間隔をおいて２つのまとま
りができている第２の場合には、第７のステップは、所
定の閾値以上の面積を有する差領域を補正パターン領域
として抽出するステップである。そして、差領域の数が
補正パターンの数よりも多く、かつ、差領域の面積の分
散状況に所定の間隔をおいて２つのまとまりができてい
ない第３の場合には、第７のステップは、差領域を極座
標で表示する処理と、補正パターンが存在する範囲に重
みを有する重み付け関数を作成する処理と、極座標で表
示された差領域に重み付け関数を乗じる処理と、重み付
け関数を乗じた後の差領域を補正パターン領域として抽
出する処理とからなる。
【００１５】ここで、重み付け関数を作成する処理は、
補正後の設計パターンと標準図形の差を取り、補正パタ
ーンを抽出する作業と、標準図形の重心を抽出する作業
と、補正パターンを標準図形の重心を原点とする極座標
で表示する作業と、極座標で表示された補正パターンを
用いて、補正パターンが存在する範囲を１、該補正パタ
ーンが存在しない範囲を０とする重み付け関数を作成す
る作業とからなることが望ましい。なお、ここでの標準
図形は、補正前の設計パターンより作成されることが望
ましい。また、重み付け関数を作成する処理は、微細パ
ターンの輪郭を第４のステップで重ね合わされた標準図
形の重心を原点とする極座標で表示する作業と、周波数
解析を行い、極座標で表示された輪郭の高周波数成分を
削除する作業と、周波数解析を行い、極座標で表示され
た輪郭の低周波数成分から補助パターンが存在する範囲
として抽出する作業と、補助パターンが存在する範囲を
１、補助パターンが存在しない範囲を０とする重み付け
関数を作成する作業とからなってもよい。
【００１６】また、第４のステップは、微細パターンの
輪郭を極座標で表示する処理と、標準図形を極座標で表
示する処理と、補助パターンが存在しない範囲に重みを
有する重み付け関数を作成する処理と、微細パターンの
輪郭に重み付け関数を乗じる処理と、標準図形に重み付
け関数を乗じる処理と、輪郭に標準図形を近似させる処
理と、微細パターンの輪郭と標準図形を直交座標で表示
する処理とからなることが望ましい。
【００１７】ここで、補正パターンが存在しない範囲に
重みを有する重み付け関数を作成する処理は、補正後の
設計パターンと標準図形の差を取り、補正パターンを抽
出する作業と、標準図形の重心を抽出する作業と、補正
パターンを標準図形の重心を原点とする極座標で表示す
る作業と、極座標で表示された補正パターンを用いて、
補正パターンが存在する範囲を０、補正パターンが存在
しない範囲を１とする重み付け関数を作成する作業とか
らなることが望ましい。なお、ここでの標準図形は、補
正前の設計パターンより作成されることが望ましい。ま
た、補正パターンが存在しない範囲に重みを有する重み
付け関数を作成する処理は、微細パターンの輪郭を極座
標で表示する作業と、周波数解析を行い、極座標で表示
された輪郭の高周波数成分を削除する作業と、周波数解
析を行い、極座標で表示された輪郭の低周波数成分から
補助パターンが存在する範囲として抽出する作業と、補
助パターンが存在する範囲を０、補助パターンが存在し
ない範囲を１とする重み付け関数を作成する作業とから
なってもよい。
【００１８】さらに、微細パターンが閉領域でないパタ
ーンである場合における標準図形を縦横比を保持したま
ま拡大あるいは縮小して輪郭に重ね合わせる第４のステ
ップは、微細パターンから抽出された左右の輪郭上で、
未補正部分に相当する部分の任意の２点間の中点を抽出
する処理と、中点から線幅の半分の距離に配置された平
行な２つの線を重ね合わされた標準図形として形成する
処理とからなることが望ましい。
【００１９】本発明の第２の特徴は、微細パターンの画
像を取得する撮像手段と、微細パターンの標準図形のパ
ターンデータを保存する記憶手段と、微細パターンの画
像から微細パターンの輪郭を抽出する機能と、微細パタ
ーンの標準図形を微細パターンの輪郭に重ね合わせる機
能と、標準図形と微細パターンの輪郭との交点を抽出す
る機能と、標準図形、輪郭、及びこれらの交点で囲まれ
た差領域を抽出する機能と、差領域から補正パターンを
抽出する機能と、補正パターンを測定する機能を少なく
とも有する画像処理手段とを有する微細パターン測定装
置であることである。
【００２０】本発明の第３の特徴は、微細パターンの画
像を取り込む第１のステップと、微細パターンの画像か
ら微細パターンの輪郭を抽出する第２のステップと、微
細パターンの標準図形を取り込む第３のステップと、標
準図形を縦横比を保持したまま拡大あるいは縮小して微
細パターンの輪郭に重ね合わせる第４のステップと、微
細パターンの輪郭と標準図形の交点を抽出する第５のス
テップと、微細パターンの輪郭と標準図形と交点で囲ま
れた差領域を抽出する第６のステップと、抽出された差
領域から補正パターン領域を抽出する第７のステップ
と、補正パターン領域を測定する第８のステップとを有
する微細パターン測定プログラムを格納したコンピュー
タ読み取り可能な記録媒体であることである。
【００２１】
【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、図面
を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図
１は本発明の実施の形態に係わる微細パターン測定装置
の構成を示す図である。図１に示すように、第１の実施
の形態に係わる微細パターン測定装置は、微細パターン
の画像を取得する撮像手段３２と、微細パターンの標準
図形のパターンデータを保存する記憶手段３３と、画像
から微細パターンの輪郭を抽出する機能３４と、微細パ
ターンの標準図形を輪郭に重ね合わせる機能３５と、輪
郭と標準図形との交点を抽出する機能３６と、標準図
形、輪郭、及びこれらの交点で囲まれた差領域を抽出す
る機能３７と、差領域から補正パターン領域を抽出する
機能３８と、補正パターン領域を測定する機能３９とを
有する画像処理手段（画像処理制御部）３１とを少なく
とも有する。ここで、微細パターンの標準図形は、未補
正の微細パターンに相当し、ＣＡＤデータなどの設計デ
ータの補正前の設計パターンから作成したり、測定者が
任意に作成することができる。また、微細パターンの輪
郭から抽出することもできる。また、微細パターンの画
像を取得する撮像手段として、走査型電子顕微鏡（以
後、ＳＥＭと呼ぶ）３２を用いる。微細パターンの標準
図形のパターンデータを保存する記憶手段として、レチ
クルパターンのＣＡＤデータなどが記憶されたデータベ
ース３３を用いる。微細パターンを有する被測定物とし
て、半導体装置のフォトリソグラフィ工程において使用
されるレチクルを用い、測定対象の微細パターンをレチ
クルパターンとする。
【００２２】前記撮像手段、例えばＳＥＭ３２は、電子
銃、電子ビームの集束レンズ、２次電子検出器などが納
めされた鏡体と、加速電圧を供給する加速電圧電源と、
レチクル４１から放出される２次電子を検出する２次電
子検出器と、レチクル４１の２次電子像を表示するモニ
ターと、レチクルが載置される移動可能なステージ４０
などを有する一般的なＳＥＭである。
【００２３】次に、このような構成を有するレチクルパ
ターンの測定装置を用いて、図２に示すフローチャート
に従って、レチクルパターンを測定することができる。
レチクルは様々な形状の無数のレチクルパターンからな
るが、ここでは、このレチクルパターンのなかで、四角
形のレチクルパターンについて説明する。図２に示すよ
うに、（１）まず、第１のステップにおいて、レチクル
パターンの画像を撮像する。第１のステップは図２に示
すステップＳ１〜Ｓ７からなる。まず、レチクルをＳＥ
Ｍ内に搬入し、ＳＥＭのステージ上に載置する（ステッ
プＳ１）。
【００２４】次に、ステップＳ２において、ＳＥＭの加
速電圧電源をオン状態にして電子ビームをレチクルに照
射し、２次電子検出器からの信号をモニターに表示させ
て、レチクルをＳＥＭ観察する。そして、ＳＥＭ観察を
行いながらステージのアライメント走査を行い、レチク
ルのローテーションを補正して、モニター画面に対する
レチクルの角度を調節する。
【００２５】次に、ステップＳ３において、ステージを
走査して測定対象のレチクルパターンを含む領域をＳＥ
Ｍのモニターに表示させる。この時、ＳＥＭの倍率は低
倍率で構わない。
【００２６】次に、ステップＳ４において、パターンマ
ッチングなどの操作を繰り返して行い、測定対象のレチ
クルパターンを高倍率でモニターに表示させる。パター
ンマッチングとは、レチクルパターンなどの微細なパタ
ーンが無数に配置されたレチクルから、測定対象のレチ
クルパターンを探し出すための方法であり、モニター画
面上で低倍率で表示された測定対象のレチクルパターン
をモニター画面の中心に近づけると同時に測定対象のレ
チクルパターンがモニターから外れない程度に倍率を上
げていく。これを繰り返し行うことで、図３に示すよう
な所望の倍率で測定対象のレチクルパターンの画像をモ
ニターに表示させることができる（ステップＳ５）。図
３は測定対象のレチクルパターンのＳＥＭ画像を示す。
図３においては、石英１３上にクロム膜１２が堆積され
ており、四角形のレチクルパターンの部分はクロム膜１
３が除去されている。石英１３とクロム１２との間はエ
ッジ効果により他の部分よりも明るく映し出される。
【００２７】次に、ステップＳ６において、表示された
レチクルパターンに対して、標準図形に相当する部分を
測定する。四角形のレチクルパターンの場合、レチクル
パターンの縦・横の長さを測定する。
【００２８】次に、ステップＳ７において、測定の結果
があらかじめ定められた規格内に入っていない場合、つ
まり、測定対象のレチクルパターンの形状が標準図形か
ら大きくずれている場合（Ｓ７においてＮＯ）、次の測
定対象のレチクルパターンを探す。次の測定対象がある
場合、ステップＳ３に戻り、ステップＳ３〜Ｓ７を繰り
返す。次の測定対象がない場合、測定は終了し、レチク
ルをＳＥＭから搬出する。測定対象のレチクルパターン
の補正されていない部分の寸法があらかじめ設定された
規格内に入っていないのなら、そのレチクルを用いて転
写したウェハ上のパターンの寸法も規格内には入らな
い。したがって、補助パターンの寸法の測定を行う必要
は無い。よって、補助パターンの測定をする必要もなく
なる。一方、規格内に入っている場合（Ｓ７においてＹ
ＥＳ）、つぎのステップに進む。
【００２９】（２）次に、第２のステップ（ステップＳ
８）において、レチクルパターンのＳＥＭ画像からレチ
クルパターンの輪郭を抽出する。輪郭の抽出方法として
は、まず画像を濃度により、モニターに映し出された画
像を３つの領域に分ける。つまり、レチクルパターンの
ＳＥＭ画像の３値化処理を行う。一般的にレチクルは石
英の平板の上にクロム（Ｃｒ）でパターンが描かれてい
る。このレチクルパターンをＳＥＭで観察すると、図３
に示すように、石英１３よりもクロム１２の方が放出す
る２次電子の量が多いため、石英１３よりもクロム１２
の方が濃度が高い。また、クロム１２の端部ではエッジ
効果により２次電子の量が多くなるため、ＳＥＭ画像に
おいて、クロム１２及び石英１３よりもクロム１２のエ
ッジ部分の濃度が高くなる。したがって、クロム１２、
石英１３、エッジ部分の３つの領域を、それぞれ灰、
黒、白で３値化処理を行い、白と灰の境界にある部分を
輪郭として抽出する。このようにして抽出された輪郭１
６を図５に示す。また、ラプラシアンフィルタなどをか
けて濃度が急激に変化する箇所を輪郭として抽出する方
法を用いてもよい。さらに、図５に示すレチクルパター
ンの設計パターンを図４に示す。図４に示すように、設
計パターンはメインパターンに相当する標準図形１４と
補正パターンとからなる。
【００３０】（３）次に、第３のステップ（ステップＳ
９）において、微細パターンの標準図形１４を呼び出
す。標準図形１４は、あらかじめデータベースに準備さ
れているＣＡＤデータなどの設計データより作成され
る。もちろん測定者が任意に作成してもよいことは言う
までもない。
【００３１】（４）次に、第４のステップ（ステップＳ
１０）において、標準図形１４を縦横比を保持したまま
拡大あるいは縮小して、レチクルパターンの輪郭１６に
重ね合わせる。標準図形１４の縦横比の情報は保持した
ままで拡大あるいは縮小してパターンの輪郭１６に合わ
せ込むことにより、レチクルパターンの輪郭１６のサイ
ズ変動、観察倍率に関わらず、標準図形１４を利用する
ことが可能となる。合わせ込む方法としては、最小二乗
法などを用いて標準図形１４の座標と輪郭１６の座標と
の差が小さくなるように、標準図形１４をレチクルパタ
ーンの輪郭１６に合わせ込む方法を用いればよい。図６
は、標準図形１４と、重ね合わされたレチクルパターン
の輪郭１６を示す。
【００３２】（５）次に、第５のステップ（ステップＳ
１１）において、図６に示すように、レチクルパターン
の輪郭１６と標準図形１４の交点２６をすべて抽出す
る。
【００３３】（６）次に、第６のステップ（ステップＳ
１２）において、レチクルパターンの輪郭１６と標準図
形１４と交点２６で囲まれた差領域を抽出する。抽出さ
れる差領域は、図６に示す交点２６と同じ数だけ存在す
る。
【００３４】（７）次に、第７のステップ（ステップＳ
１３）において、抽出された差領域から補正パターン領
域１７を抽出する。ここでは、第６のステップで抽出さ
れたすべての差領域を補正パターン領域１７として抽出
する。ここで、補正パターン領域１７とは、レチクルパ
ターンの画像から抽出された輪郭１６で囲まれる領域の
うちで、補正パターン１５に相当する領域をいう。
【００３５】（８）最後に、第８のステップ（ステップ
Ｓ１４）において、補正パターン領域１７を測定する。
測定対象である補正パターン領域１７の形状から、補助
パターン領域１７の面積、重心、水平方向あるいは垂直
方向の最大径、周囲長などを測定する。さらに、標準図
形１４からの距離、及び補正パターン領域１７の端部の
曲率半径なども測定対象となる。またさらに、複数の補
正パターン１５が標準図形１４に対して対称に付与され
ている場合に、補正パターン領域１７の形状の対称性も
測定対象となる。対称性の測定は、補正パターンの重心
位置を求めてその座標の差を見る方法、あるいは標準図
形１４からの距離あるいは面積などを比較する方法があ
る。
【００３６】以上の作業を行うことで、１つのレチクル
パターンに対する補正パターン領域１７の抽出・測定は
終了する。同一のレチクル内で次の測定対称のパターン
がある場合は、測定対象のパターンが存在する領域が存
在する領域に移動させるステップＳ３に戻り、ステップ
Ｓ３から図２に示すフォローチャートにしたがって、上
述のステップを繰り返し行う。
【００３７】第１の実施の形態によれば、簡便な方法で
補正パターン領域１７の測定を行うことが可能となるた
め、効率よく光近接効果補正されたレチクルの検査を行
うことができる。また、標準図形１４をその縦横比を保
存したままで拡大縮小してレチクルパターンの輪郭１６
に重ね合わせており、またレチクルパターンの輪郭１６
に合わせてその大きさを変化させるようにしているの
で、レチクルパターンの画像の倍率、レチクルパターン
のサイズ変動等に左右されず安定した測定が可能とな
る。
【００３８】したがって、リソグラフィプロセス開発の
際にはレチクルの光近接効果補正パターンの測定データ
を、大量に効率よく得ることができるので、レチクルの
より効果的な光近接効果補正を行うことが可能となる。
また、マスクプロセス開発の際にも、補正パターンが所
望通りにできているかどうか調べることが可能となるた
め、品質の高いマスクプロセスの開発が可能となる。一
方、実際のマスク管理の際においてもこれまでは補正パ
ターンの測定が行えないために、一度ウェハ上にパター
ンを形成してからマスクの出来、不出来を見るしかなか
ったが、実際にウェハ上にパターンを形成する前にレチ
クルの不具合を見つけることが可能となる。
【００３９】（第１の変形例）図２に示したフローチャ
ートでは、抽出された差領域から補正パターン領域１７
を抽出する第７のステップにおいて、第６のステップで
抽出された差領域をすべて補正パターン領域１７として
抽出していた。しかし、図５に示すように、レチクルパ
ターンの輪郭１６は細かい凹凸、つまりエッジラフネス
を有するため、図６に示すように、輪郭１６に重ね合わ
された標準図形１４との交点２６が数多く抽出される。
したがって、輪郭１６と標準図形１４と交点２６とで囲
まれた差領域をすべて補正パターン領域１７とするの
は、補正パターンでない領域も補正パターン領域１７と
して抽出していることになる。したがって、輪郭１６の
エッジラフネスにより生じた領域も補正パターン領域１
７としているため、その後の補正パターンの測定の対称
となるパターン領域の数が増え、画像処理効率が悪くな
る。
【００４０】そこで、第１の変形例では、抽出された差
領域から補正パターン領域１７を抽出する第７のステッ
プは、第６のステップで抽出された差領域の面積を測定
する処理と、所定の閾値以上の面積を有する差領域を補
正パターン領域１７として抽出する処理とからなること
を特徴とする微細パターン測定方法について説明する。
なお、第１の変形例で使用する微細パターン測定装置
は、図１に示す第１の実施の形態と同じものであり、測
定の対象となる微細パターンもレチクルパターンを用い
る。
【００４１】図７は、図２に示した第７のステップ（ス
テップＳ１３）を構成する処理を示すフローチャート図
である。図７に示すように、ステップＳ１３はステップ
Ｓ１３．１〜Ｓ１３．３とからなる。
【００４２】（１）まず、ステップＳ１３．１におい
て、ステップＳ１２で抽出されたすべての差領域の面積
を測定する。
【００４３】（２）次に、ステップＳ１３．２におい
て、所定の閾値以上の面積を有する差領域を抽出する。
所定の閾値となる面積とは、図６において、補正パター
ン領域１７と、輪郭１６のエッジラフネスによる輪郭１
６と標準図形１４との差領域とを分離するための閾値で
ある。閾値は、補正パターンの設計時の大きさや、レチ
クルパターンの輪郭１６のエッジラフネスの程度などを
考慮して決定される。
【００４４】（３）そして、ステップＳ１３．３におい
て、抽出された差領域を補正パターン領域１７とする。
【００４５】（４）そして、図２に示した補正パターン
領域の測定（ステップＳ１４）を行う。
【００４６】第１の変形例によれば、レチクルパターン
の輪郭１６のエッジラフネスにより抽出された差領域か
ら補正パターン領域１７を面積の違いから抽出すること
ができるため、その後、補正パターン領域１７の測定の
対象を限定して、効率の良い測定を行うことができる。
【００４７】（第２の変形例）図７に示したフローチャ
ートでは、レチクルパターンの輪郭１６と、標準図形
と、これらの交点で囲まれる差領域から補正パターン領
域を抽出するために、すべての差領域の面積を測定し、
所定の閾値以上の面積を有する差領域を補正パターン領
域として抽出した。つまり、補正パターン領域の面積と
輪郭のエッジラフネスによる差領域の面積との差を利用
して両者を区別した。しかし、この方法は、レチクルパ
ターンの輪郭のエッジラフネスが補正パターン領域の大
きさに比して、十分に小さい場合には十分に機能する。
しかし、エッジラフネスが大きく、補正パターン領域と
面積で区別することができない場合には十分に機能しな
い。
【００４８】そこで、第２の変形例では、差領域に対し
て、補正パターン領域が存在する範囲に重みを有する重
みづけ関数を乗じることで、差領域から補正パターン領
域を抽出する方法について説明する。なお、第２の変形
例で使用する微細パターン測定装置は、図１に示す実施
の形態と同じものであり、測定の対象となる微細パター
ンもレチクルパターンを用いる。
【００４９】図８は、図２に示した第７のステップ（ス
テップＳ１３）を構成する処理を示すフローチャート図
である。図８に示すように、ステップＳ１３はステップ
Ｓ１３．４〜Ｓ１３．７とからなる。
【００５０】（１）まず、ステップＳ１２で抽出された
差領域に対して、ステップＳ１３．４において、抽出さ
れた差領域のデータを極座標系に変換する。この極座標
は、重ね合わされた標準図形の重心を原点とするもので
ある。
【００５１】（２）次に、ステップＳ１３．５におい
て、座標変換された差領域に、補正パターンが存在する
範囲に重みを有する重みづけ関数を乗じる。
【００５２】（３）次に、ステップＳ１３．６におい
て、重みづけ関数が乗じられた差領域を補助パターン領
域とする。
【００５３】（４）次に、ステップＳ１３．７におい
て、補正パターン領域を直交座標系に変換する。
【００５４】（５）そして、図２に示した補正パターン
領域の測定（Ｓ１４）を行う。
【００５５】ステップＳ１３．５で示した補正パターン
が存在する範囲に重みを有する重みづけ関数の算出方法
を図９に示す。図９に示すように、 （１）まず、ステップＳ３１において、標準図形及び補
正後の設計パターンをデータベースから呼び出す。な
お、ここでの標準図形は、補正前の設計パターンより作
成されることが望ましい。
【００５６】（２）次に、ステップＳ３２において、補
正前及び補正後の設計パターンの差をとり、補正パター
ンを算出する。
【００５７】（３）次に、ステップＳ３３において、標
準図形の重心を算出する。
【００５８】（４）次に、ステップＳ３４において、補
正パターンの存在範囲を標準図形の重心を原点とする極
座標系に変換する。図１０は極座標系への変換を示す図
である。図１０に示すように、標準図形の重心１８を原
点とする極座標系において、補正パターン１５が存在す
る範囲をｒ−θ関数で表示する。
【００５９】（５）次に、ステップＳ３５において、補
正パターンの存在範囲を１、補正パターンが存在しない
範囲を０とする重みづけ関数を算出する。図１１は重み
づけ関数を示す図である。横軸が原点からの角度を示
し、縦軸が重みを示す。一点鎖線で示したように、補正
パターンが存在する範囲では１であり、補正パターンが
存在しない範囲では０である。そして、１と０との間で
有限な傾きで接続されている。もちろん、この傾きを無
限大にして、１と０のステップ関数としてもよい。この
ような重みづけ関数を図２のステップＳ１２において抽
出された差領域に乗じることにより、補正パターンが存
在する範囲に配置されている差領域には１が乗じられ、
存在しない範囲に配置された差領域には０が乗じられ
る。そして、補正パターンが存在する範囲に配置された
差領域だけが残され、自動的に補正パターン領域として
抽出することになる。つまり、第１の変形例において
は、輪郭のエッジラフネスによる差領域と補正パターン
領域とを区別するために、両者の面積の違いを利用して
いたが、第２の変形例においては、設計上で補正パター
ンが存在している範囲と存在しない範囲とで差領域を区
別して、補正パターン領域を抽出する。
【００６０】第２の変形例によれば、レチクルパターン
の輪郭のエッジラフネスが大きいために、レチクルパタ
ーンの輪郭のエッジラフネスにより抽出された差領域か
ら補正パターン領域１７を面積の違いから抽出すること
ができない場合においても、極座標系に変換して同一座
標系の重みづけ関数を乗じることで、補正パターン領域
を抽出することができる。
【００６１】（第３の変形例）第２の変形例では、補正
パターンの存在範囲に重みを有する重みづけ関数を算出
するために、補正後の設計パターンを用いた。第３の変
形例では、補正後の設計パターンが入手できない場合
に、第２の変形例と同様に補正パターンが存在する範囲
に重みを有する重みづけ関数を算出して、この重みづけ
関数を用いて補正パターン領域を抽出する方法について
説明する。図１２は第３の変形例に係わる重みづけ関数
の算出方法を示すフローチャート図である。図１２に示
すように、 （１）まず、ステップＳ４１において、レチクルパター
ンの輪郭１６のデータを極座標系に変換して、輪郭を極
座標で表示する。つまり、図１３に示すように、輪郭１
６を原点１８からの距離（ｒ）及び角度（θ）で表示す
る。この極座標の原点１８は図２のステップ１０におい
て輪郭に重ね合わされた標準図形の重心である。図１４
は極座標で表示されたレチクルパターンの輪郭を示す。
図１４に示すように、輪郭には細かい凹凸（高周波数成
分）であるエッジラフネスが存在する。また、輪郭の大
きな凹凸（低周波数成分）は補正パターン領域の存在範
囲を示している。
【００６２】（２）次に、ステップＳ４２において、極
座標で表示された輪郭のエッジラフネスを除去するため
に、周波数解析を行い、輪郭の高周波数成分を削除す
る。つまり、図１４に示す輪郭のプロファイルに平坦化
処理を施す。図１５は高周波数成分除去後の輪郭１６を
極座標系で表示した図である。
【００６３】（３）次に、ステップＳ４３において、周
波数解析を行い、輪郭の低周波数成分から補正パターン
領域が存在する範囲として抽出する。図１５に示すよう
に、高周波数成分除去後の輪郭１６は、補正パターン領
域の存在する範囲を示す大きな凹凸（低周波数成分）が
明確になる。補正パターン領域が存在する範囲では、輪
郭の半径（ｒ）が大きくなり、存在しない範囲では半径
（ｒ）が小さくなる。したがって、この低周波数成分の
中で輪郭の半径（ｒ）が大きくなる範囲を補正パターン
領域が存在する範囲として抽出することができる。
【００６４】（４）次に、ステップＳ４４において、補
正パターン領域が存在する範囲を１、存在しない範囲を
０とする重みづけ関数を算出する。算出された重みづけ
関数は、第２の変形例と同様に図１１の一点鎖線のよう
になる。図１１の一点鎖線で示したように、補正パター
ンが存在する範囲では１であり、補正パターンが存在し
ない範囲では０である。そして、１と０との間で有限な
傾きで接続されている。もちろん、この傾きを無限大に
して、１と０のステップ関数としてもよい。このような
重みづけ関数を図２のステップＳ１２において抽出され
た差領域に乗じることにより、補正パターンが存在する
範囲に配置されている差領域には１が乗じられ、存在し
ない範囲に配置された差領域には０が乗じられる。そし
て、補正パターンが存在する範囲に配置された差領域だ
けが残され、自動的に補正パターン領域として抽出する
ことができる。
【００６５】つまり、第２の変形例では、補正前及び補
正後の設計パターンから補正パターンが存在する範囲を
抽出して重みづけ関数を算出していたが、第３の変形例
においては、補正後の設計パターンを使用せず、レチク
ルパターンの輪郭のプロファイルから補正パターン領域
が存在する範囲を抽出して重みづけ関数を算出すること
ができる。
【００６６】第３の変形例によれば、レチクルパターン
の輪郭から、補正パターン領域が存在する領域を抽出す
ることができる。したがって、補正後の設計パターンを
必要とせずに、補正パターン領域が存在する領域に重み
を有する重みづけ関数を算出することができる。
【００６７】（第４の変形例）図２に示すフローチャー
トのステップＳ１０において、最小二乗法を用いて、レ
チクルパターンの輪郭に標準図形を重ね合わせていた。
しかし、補正パターンが標準図形に対して比較的大きな
パターンである場合、標準図形を輪郭のすべての範囲に
対して、均一に重ね合わせようとすると、図１７に示す
ように、補正パターン領域と標準図形との中間の位置に
重ね合わされてしまうことがある。つまり、輪郭１６の
すべての範囲にすべて同じ重みを付けて、標準図形１４
と近似しようとすると、補正パターン領域を含んでしま
うように重ね合わされる。このような重ね合わせでは、
正確に補正パターンを抽出することができない。
【００６８】そこで、第４の変形例においては、輪郭１
６と標準図形１４に対して、補正パターンが存在しない
範囲に重みを有する重みづけ関数を乗じることにより、
輪郭１６と標準図形１４を正確に重ね合わせる方法につ
いて説明する。図１６は第４の変形例に係わる重ね合わ
せ方法を示すフローチャート図である。図１６に示すよ
うに、 （１）まず、ステップＳ１０．１において、図２のステ
ップＳ９で呼び出された標準図形のデータと、レチクル
パターンの輪郭のデータをそれぞれ同一の極座標系に変
換し、標準図形と輪郭を極座標で表示する。
【００６９】（２）次に、ステップＳ１０．２におい
て、レチクルパターンの輪郭及び標準図形にそれぞれ補
正パターンの存在しない範囲に重みを有する重みづけ関
数を乗じる。
【００７０】（３）次に、ステップＳ１０．３におい
て、最小二乗法によりレチクルパターンの輪郭に標準図
形を近似させて、輪郭と標準図形とを重ね合わせる。
【００７１】（４）次に、レチクルパターンの輪郭のデ
ータと標準図形のデータを直交座標系に変換し、輪郭と
標準図形を直交座標で表示する。
【００７２】ステップＳ１０．２で示した補正パターン
が存在しない範囲に重みを有する重みづけ関数の算出方
法は、第２の変形例及び第３の変形例で説明した図９及
び図１２に示したフローチャート図にしたがった算出方
法を用いることができる。ただし、図９に示すフローチ
ャートのステップＳ３５、及び図１２に示すフローチャ
ートのステップＳ４４において、重みを有する範囲を補
正パターンが存在する範囲でなく、補正パターンが存在
しない範囲とする。つまり、補正パターンが存在する範
囲を０、補正パターンが存在しない範囲を１とする重み
づけ関数を算出する。このようにして算出された重みづ
け関数を図１１に実線で示す。図１１の実線で示したよ
うに、補正パターンが存在する範囲では０であり、補正
パターンが存在しない範囲では１である。そして、１と
０との間を有限な傾きで接続されている。もちろん、こ
の傾きを無限大にして、１と０のステップ関数としても
よい。このような重みづけ関数を図１６のステップＳ１
０．２において、輪郭と標準図形に乗じることにより、
補正パターンが存在する範囲に配置されている輪郭と標
準図形には０が乗じられ、存在しない範囲に配置された
輪郭と標準図形には１が乗じられる。そして、補正パタ
ーンが存在しない範囲に配置された輪郭と標準図形だけ
が残される。この残された輪郭と設計パターンを近似さ
せることで、レチクルパターンの輪郭のうち標準図形に
相当する部分に対して、正確に標準図形を近似すること
ができる。
【００７３】（第５の変形例）上記の第１の実施の形態
及び第１乃至第４の変形例においては、測定対象とする
レチクルパターンを四角形を例とする閉領域を形成する
図形パターンの場合について説明した。しかし、本発明
は、ラインパターンのような閉領域ではないパターンに
付与されている補正パターンを測定対象とする場合にも
適用することができる。そこで、第５の変形例において
は、ライン状のレチクルパターンを例にとり、閉領域で
ない微細パターンを測定対称とする場合について説明す
る。ここで、第５の変形例においては、図１に示した微
細パターン測定装置を使用することができ、微細パター
ンの画像を取得する撮像手段にはＳＥＭを用いることが
できる。また、図２のフローチャートに示した微細パタ
ーン測定方法を用いることができる。さらに、第１乃至
第４の変形例で示した補正パターン領域の抽出方法、及
び輪郭と標準図形の重ね合わせ方法を用いることもでき
る。
【００７４】図１８は、図２のステップＳ５において、
モニター上に表示された測定対象のレチクルパターンの
画像を示す。図３に示した四角形のレチクルパターンの
画像と同様に、レチクルは石英の平板の上にクロム（Ｃ
ｒ）でパターンが描かれている。ただし、図１８に示す
レチクルパターンは石英１３の下地の上に、クロム１２
でラインパターンが描かれている。ＳＥＭで観察する
と、石英１３よりもクロム１２の方が放出する２次電子
の量が多いため、石英１３よりもクロム１２の方が濃度
が高い。また、クロム１２の端部ではエッジ効果により
２次電子の量が多くなるため、クロム１２及び石英１３
よりもクロム１２のエッジ部分の濃度が高くなる。した
がって、クロム１２、石英１３、エッジ部分の３つの領
域を、それぞれ灰、黒、白で３値化処理を行い、図１８
において、白と黒の境界にある部分を輪郭として抽出す
る。このようにして抽出された輪郭１９を図１９に示
す。また、ラプラシアンフィルタなどをかけて濃度の急
激に変化する箇所を輪郭として抽出する方法を用いても
よい。図２０はラインパターンの設計パターンを示す。
図２０に示すように、設計パターンは、所定の線幅の２
つの平行線からなる標準図形２０と標準図形２０の両端
に配置された補正パターン２１とからなる。
【００７５】測定対象がラインパターンの場合で、図２
０の示す標準図形が手に入らない場合において、図２の
ステップＳ１０における輪郭と標準図形の重ね合わせは
次のようにしても行うことができる。まず、図２１に示
すように、レチクルパターンから抽出された左右の輪郭
１９上で、未補正部分に相当する部分の任意の点２３を
２つ選び、この２点２３間の中点２２を抽出する。次
に、中点２２から線幅の半分の距離に配置された平行な
２つの線を標準図形２０として形成する。形成された平
行線が輪郭１９に重ね合わされた標準図形２０となる。
その後の画像処理手順は第１の実施の形態及び第１乃至
第４の変形例で示したものと同じである。
【００７６】第５の変形例によれば、測定対象がライン
パターンのような閉領域でないパターンに対しても、標
準図形２０をレチクルパターンの輪郭１９に重ね合わせ
ることができる。したがって、閉領域を形成しない微細
パターンに対しても安定して補正パターンの抽出及び測
定を行うことができる。
【００７７】なお、被観察物であるレチクルのなかで、
測定対象とするレチクルパターンを実際のデバイス形成
に用いられるレチクルパターンとしてもよいが、レチク
ルの余白部分にモニター用のパターンを設けておき、こ
れを測定対象のレチクルパターンとして、実際のデバイ
ス形成に用いるレチクルパターンの管理及び評価を行っ
てもよい。
【００７８】また、重みづけ関数として本発明において
は重みを付ける範囲で１、それ以外の範囲で０を示すス
テップ関数を用いたが、目的とする領域により重みを付
けるようにするものであれば、１または０である必要は
なく、他の関数であっても構わない。
【００７９】さらに、本実施例においては測定装置とし
て走査型電子顕微鏡を用いたが、光学顕微鏡など他の測
定装置に対しても本発明は適用可能である。また測定サ
ンプルとして本実施例に於いてはレチクルを用いたが、
ウェハその他のサンプルでも構わない。
【００８０】（その他の変形例）上記のように、本発明
の第１の実施の形態において、第１乃至第５の変形例に
示した変形例を開示したが、この開示の一部をなす論述
及び図面はこの実施の形態を限定するものであると理解
すべきではない。この開示から当業者には様々な代替変
形例及び運用技術が明らかとなろう。
【００８１】輪郭と標準図形とこれらの交点とから抽出
される差領域から補正パターン領域を抽出する方法とし
て、まず、第１の実施の形態において差領域をすべて補
正パターン領域として抽出する方法を示した。そして、
第１の変形例において面積の閾値により抽出する方法を
示した。次に、第２及び第３の変形例において補正パタ
ーンが存在する範囲に重みを有する重みづけ関数を用い
て抽出する方法を示した。この中でどの方法を選ぶかに
ついては測定者があらかじめ決めてもよい。あるいは抽
出された差領域の面積の分布から判断する方法を用いて
もよい。具体的には、図２のステップＳ１２とステップ
Ｓ１３との間で、差領域の数と標準図形に付与された補
正パターンの数とを比較するステップと、差領域の面積
を測定するステップとをさらに有し、かつ、ステップ１
３は、以下の第１乃至第３の場合に分けられることが望
ましい。まず、差領域の数が補正パターンの数と同数で
ある第１の場合には、ステップＳ１３は、すべての該差
領域を補正パターン領域として抽出するステップであ
る。次に、差領域の数が補正パターンの数よりも多く、
かつ、差領域の面積の分布に所定の間隔をおいて２つの
まとまりができている第２の場合には、ステップＳ１３
は、所定の閾値以上の面積を有する差領域を補正パター
ン領域として抽出するステップである。そして、差領域
の数が補正パターンの数よりも多く、かつ、差領域の面
積の分散状況に所定の間隔をおいて２つのまとまりがで
きていない第３の場合には、ステップＳ１３は、差領域
を極座標で表示する処理と、補正パターンが存在する範
囲に重みを有する重み付け関数を作成する処理と、極座
標で表示された差領域に重み付け関数を乗じる処理と、
重み付け関数を乗じた後の差領域を補正パターン領域と
して抽出する処理とからなる。なお、図１に示す微細パ
ターン測定装置は、上記の第１乃至第３の場合を選択す
る処理制御手段をさらに有していていることが望まし
い。
【００８２】また、第１の実施の形態において、微細パ
ターンの標準図形とは、ＯＰＣ技術による補正前の微細
パターンを示し、例えば、補正前のＣＡＤデータなどを
用いることができ、測定者が任意に作成したものでもよ
いことを述べた。しかし、微細パターンの輪郭から直接
に抽出することも可能である。以下にその方法を示す。
【００８３】まず、微細パターンの存在する領域を１、
存在しない領域を０とする２値化処理を行う。そして、
０の領域に隣接する１の領域をすべて０にする処理を施
す。この処理を収縮処理とする。具体的には、図２２
（ａ）の左図の一点鎖線で示すような凸形状のパターン
に対して、収縮処理を一回施すと点線に示すパターンが
形成される。点線に示すパターンには凸形状がまだ形成
されている。そして再度、収縮処理を施すと実線で示す
ような凸形状が無いパターンが形成される。次に、２回
の収縮処理が施されたパターンに対して、１の領域に隣
接する０の領域をすべて１にする処理を２回施す。この
処理を収縮処理に対して膨張処理とする。２回の膨張処
理を施すことにより、図２２（ａ）の右側に示すような
凸形状の無いパターンが形成される。図２２（ｂ）は、
まず２回の膨張処理を施し、その後２回の収縮処理を施
すことでも、凹形状を無くすことができる。
【００８４】図２３は、収縮処理を繰り返して行うこと
で、微細パターンの輪郭１６から収縮後の輪郭１９が形
成されていく様子を示している。収縮後の輪郭１９に対
して膨張処理を繰り返して行うことにより、上述の凸形
状が無くなると同様に、微細パターンの輪郭から補正パ
ターン領域を無くして、未補正の微細パターンに相当す
る標準図形を形成することができる。
【００８５】このように、本実施の形態はここでは記載
していない様々な変形例等を包含することを理解すべき
である。したがって、本発明は、この開示から妥当な特
許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ限定さ
れるものである。
【００８６】（第２の実施の形態）第１の実施の形態及
びその変形例で示した微細パターン測定方法を実現する
ためのプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録
媒体に格納することができる。この記録媒体を図１に示
したデータベース３３に読み込ませ、このプログラムに
より画像処理制御部３１における種々の画像処理機能を
所定の処理手順に従って実行するように制御することに
より、上述した微細パターン測定方法を実現することが
できる。ここで、記録媒体には、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ
などの半導体メモリ、磁気ディスク、光ディスク、磁気
テープなどのプログラムを記録できるような記憶媒体が
含まれる。
【００８７】図２４はこれらの記録媒体に格納されたプ
ログラムを読み取り、そこに記述された手順に従って、
微細パターン測定方法を実現するコンピュータシステム
８０の一例を示す外観図である。このコンピュータシス
テム８０の本体前面には、フロッピーディスクドライブ
８１、及びＣＤ−ＲＯＭドライブ８２が設けられてお
り、磁気ディスクとしてのフロッピーディスク８３、ま
たは光ディスクとしてのＣＤ−ＲＯＭ８４を各ドライブ
入り口から挿入し、所定の読み出し操作を行うことによ
り、これらの記録媒体に格納されたプログラムをシステ
ム内にインストールすることができる。また、所定のド
ライブ装置８７を接続することにより、例えばゲームパ
ックなどに使用されている半導体メモリとしてのＲＯＭ
８５や、磁気テープとしてのカセットテープ８６を用い
ることもできる。
【００８８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
便な方法で大量の光近接効果補正パターンを効率よく測
定することができる微細パターン測定方法、微細パター
ン測定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納し
たコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供すること
ができる。
【００８９】また本発明によれば、品質の高いマスクプ
ロセスの開発が可能な微細パターン測定方法、微細パタ
ーン測定装置、及び微細パターン測定プログラムを格納
したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる微細パター
ン測定装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係わる微細パター
ン測定方法を示すフローチャート図である。
【図３】走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で得られたレチク
ルパターンのＳＥＭ画像である。
【図４】レチクルパターンの設計パターンを示す図であ
る。
【図５】図３のＳＥＭ画像から抽出されたレチクルパタ
ーンの輪郭である。
【図６】重ね合わされたレチクルパターンの輪郭と標準
図形を示す図である。
【図７】第１の変形例に関わる微細パターン測定方法を
示すフローチャート図である。
【図８】第２の変形例に係わる微細パターン測定方法を
示すフローチャート図である。
【図９】補正パターンが存在する範囲に重みを有する重
みづけ関数を算出する方法を示すフローチャート図であ
る（その１）。
【図１０】補正パターンを極座標へ変換する方法を示す
図である。
【図１１】重みづけ関数を示すグラフである。
【図１２】補正パターンが存在する範囲に重みを有する
重みづけ関数を算出する方法を示すフローチャート図で
ある（その２）。
【図１３】レチクルパターンの輪郭を極座標へ変換する
方法を示す図である。
【図１４】極座標で表示されたレチクルパターンの輪郭
を示すグラフである。
【図１５】図１４に示す輪郭から高周波数成分を除去し
たレチクルパターンの輪郭を示すグラフである。
【図１６】第４の変形例に関わる輪郭と標準図形の重ね
合わせる方法を示すフローチャート図である。
【図１７】誤って重ね合わされた輪郭と標準図形を示す
図である。
【図１８】ラインパターンのＳＥＭ画像である。
【図１９】ラインパターンの輪郭を示す図である。
【図２０】ラインパターンの設計パターンを示す図であ
る。
【図２１】重ね合わされたラインパターンの輪郭と標準
図形を示す図である。
【図２２】微細パターンの輪郭から標準図形を抽出する
方法を説明する図である。
【図２３】微細パターンの輪郭から収縮後の輪郭を形成
する過程を示す図である。
【図２４】本発明の第２の実施の形態に係わる微細パタ
ーン測定プログラムを実行するためのコンピュータシス
テムを示す概略斜視図である。
【図２５】従来技術に係わる光近接効果補正を説明する
図である。
【符号の説明】
１２ クロム １３ 石英 １４、２０ 標準図形 １５、２１ 補正パターン １６、１９ 輪郭 １７、２５ 補正パターン領域 １８ 重心 １９ 収縮後の輪郭 ２２ 中点 ２３ 任意の点 ２６ 交点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA56 AB02 AB20 BA20 CA03 CA04 CB10 DA07 EA08 EA11 EA14 EA23 EB01 EB02 EC03 EC04 ED03 ED11 ED15 ED22 ED23 2H096 AA25 EA11 LA30 5L096 BA03 DA01 EA06 EA28 EA39 FA02 FA06 FA10 FA25 FA59 FA60 FA69 GA32 JA09 9A001 BB02 BB03 BB04 GG14 GG15 HH21 HH24 HH25 HH28 JJ01 JJ49 JJ50 KK37 KK54

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 微細パターンの画像を取り込む第１のス
    テップと、 前記画像から前記微細パターンの輪郭を抽出する第２の
    ステップと、 前記微細パターンの標準図形を取り込む第３のステップ
    と、 前記標準図形を縦横比を保持したまま拡大あるいは縮小
    して前記輪郭に重ね合わせる第４のステップと、 前記輪郭と前記標準図形の交点を抽出する第５のステッ
    プと、 前記輪郭と前記標準図形と前記交点で囲まれた差領域を
    抽出する第６のステップと、 前記差領域から補正パターン領域を抽出する第７のステ
    ップと、 前記補正パターン領域を測定する第８のステップとを少
    なくとも有することを特徴とする微細パターン測定方
    法。
  2. 【請求項２】 前記第７のステップは、 すべての前記差領域を前記補正パターン領域として抽出
    するステップであることを特徴とする請求項１記載の微
    細パターン測定方法。
  3. 【請求項３】 前記第７のステップは、 前記差領域の面積を測定する処理と、 所定の閾値以上の面積を有する前記差領域を前記補正パ
    ターン領域として抽出する処理とからなることを特徴と
    する請求項１記載の微細パターン測定方法。
  4. 【請求項４】 前記第７のステップは、 前記差領域を極座標で表示する処理と、 補正パターンが存在する範囲に重みを有する重み付け関
    数を作成する処理と、 前記極座標で表示された前記差領域に前記重み付け関数
    を乗じる処理と、 前記重み付け関数を乗じた後の前記差領域を前記補正パ
    ターン領域として抽出する処理とからなることを特徴と
    する請求項１記載の微細パターン測定方法。
  5. 【請求項５】 前記第６のステップと前記第７のステッ
    プとの間で、前記差領域の数と前記標準図形に付与され
    た補正パターンの数とを比較するステップと、すべての
    該差領域の面積を測定するステップとをさらに有し、 前記差領域の数が前記補正パターンの数と同数である場
    合には、前記第７のステップは、すべての該差領域を補
    正パターン領域として抽出するステップであり、 前記差領域の数が前記補正パターンの数よりも多く、か
    つ、該差領域の面積の分布に所定の間隔をおいて２つの
    まとまりができている場合には、前記第７のステップ
    は、所定の閾値以上の面積を有する該差領域を前記補正
    パターン領域として抽出するステップであり、 前記差領域の数が前記補正パターンの数よりも多く、か
    つ、該差領域の面積の分布に所定の間隔をおいて２つの
    まとまりができていない場合には、前記第７のステップ
    は、該差領域を極座標で表示する処理と、該補正パター
    ンが存在する範囲に重みを有する重み付け関数を作成す
    る処理と、該極座標で表示された該差領域に該重み付け
    関数を乗じる処理と、該重み付け関数を乗じた後の該差
    領域を前記補正パターン領域として抽出する処理とから
    なることを特徴とする請求項１記載の微細パターン測定
    方法。
  6. 【請求項６】 前記重み付け関数を作成する処理は、 補正後の設計パターンと標準図形の差を取り、補正パタ
    ーンを抽出する作業と、 前記標準図形の重心を抽出する作業と、 前記補正パターンを前記標準図形の重心を原点とする極
    座標で表示する作業と、 前記極座標で表示された前記補正パターンを用いて、前
    記補正パターンが存在する範囲を１、該補正パターンが
    存在しない範囲を０とする重み付け関数を作成する作業
    とからなることを特徴とする請求項４または５記載の微
    細パターン測定方法。
  7. 【請求項７】 前記重み付け関数を作成する処理は、 前記微細パターンの輪郭を前記第４のステップで重ね合
    わされた前記標準図形の重心を原点とする極座標で表示
    する作業と、 周波数解析を行い、前記極座標で表示された輪郭の高周
    波数成分を削除する作業と、 周波数解析を行い、前記極座標で表示された輪郭の低周
    波数成分から補助パターンが存在する範囲を抽出する作
    業と、 補助パターンが存在する範囲を１、該補助パターンが存
    在しない範囲を０とする重み付け関数を作成する作業と
    からなることを特徴とする請求項４または５記載の微細
    パターン測定方法。
  8. 【請求項８】 前記第４のステップは、 前記輪郭を極座標で表示する処理と、 前記標準図形を極座標で表示する処理と、 補助パターンが存在しない範囲に重みを有する重み付け
    関数を作成する処理と、 前記輪郭に前記重み付け関数を乗じる処理と、 前記標準図形に前記重み付け関数を乗じる処理と、 前記輪郭に前記標準図形を近似させる処理と、 前記輪郭と前記標準図形を直交座標で表示する処理とか
    らなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１記
    載の微細パターン測定方法。
  9. 【請求項９】 前記重み付け関数を作成する処理は、 補正後の設計パターンと標準図形の差を取り、補正パタ
    ーンを抽出する作業と、 前記標準図形の重心を抽出する作業と、 前記補正パターンを前記標準図形の重心を原点とする極
    座標で表示する作業と、 前記極座標で表示された前記補正パターンを用いて、前
    記補正パターンが存在する範囲を０、該補正パターンが
    存在しない範囲を１とする重み付け関数を作成する作業
    とからなることを特徴とする請求項８記載の微細パター
    ン測定方法。
  10. 【請求項１０】 前記重み付け関数を作成する処理は、 前記微細パターンの輪郭を極座標で表示する作業と、 周波数解析を行い、極座標で表示された輪郭の高周波数
    成分を削除する作業と、 周波数解析を行い、極座標で表示された輪郭の低周波数
    成分から補助パターンが存在する範囲として抽出する作
    業と、 補助パターンが存在する範囲を０、該補助パターンが存
    在しない範囲を１とする重み付け関数を作成する作業と
    からなることを特徴とする請求項８記載の微細パターン
    測定方法。
  11. 【請求項１１】 微細パターンが閉領域でないパターン
    である場合における前記第４のステップは、 微細パターンから抽出された左右の輪郭上で、未補正部
    分に相当する部分の任意の２点間の中点を抽出する処理
    と、 前記中点から線幅の半分の距離に配置された平行な２つ
    の線を前記標準図形として形成する処理とからなること
    を特徴とする請求項１乃至７のいずれか１記載の微細パ
    ターン測定方法。
  12. 【請求項１２】 微細パターンの画像を取得する撮像手
    段と、 前記微細パターンの標準図形のパターンデータを保存す
    る記憶手段と、 前記画像から前記微細パターンの輪郭を抽出する機能
    と、前記微細パターンの標準図形を該輪郭に重ね合わせ
    る機能と、該標準図形と該輪郭との交点を抽出する機能
    と、該標準図形、該輪郭、及び該交点で囲まれた差領域
    を抽出する機能と、該差領域から補正パターンを抽出す
    る機能と、該補正パターンを測定する機能を少なくとも
    有する画像処理手段とを有することを特徴とする微細パ
    ターン測定装置。
  13. 【請求項１３】 微細パターンの画像を取り込む第１の
    ステップと、 前記画像から前記微細パターンの輪郭を抽出する第２の
    ステップと、 前記微細パターンの標準図形を取り込む第３のステップ
    と、 前記標準図形を縦横比を保持したまま拡大あるいは縮小
    して前記輪郭に重ね合わせる第４のステップと、 前記輪郭と前記標準図形の交点を抽出する第５のステッ
    プと、 前記輪郭と前記標準図形と前記交点で囲まれた差領域を
    抽出する第６のステップと、 前記差領域から補正パターン領域を抽出する第７のステ
    ップと、 前記補正パターン領域を測定する第８のステップとを有
    することを特徴とする微細パターン測定プログラムを格
    納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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