JP2001273487A - 完全な２次元サブミクロン形状の測定の方法および装置 - Google Patents
完全な２次元サブミクロン形状の測定の方法および装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 画素アレイ上の画像データから２次元画像形
状を抽出する方法および装置。 【解決手段】 この方法には、画像形状のエッジの付近
で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップと、
十分なコントラストを有する走査を、エッジ情報を含む
ものとして認識するステップが含まれる。許容可能な走
査は、エッジ検出アルゴリズムにかけられ、エッジ位置
が検出され、検出されたエッジの値から、画像の２次元
形状を画定する点の位置が生成される。エッジ検出アル
ゴリズムは、応用分野に合わせて調整されたユーザ定義
のエッジ検出アルゴリズムとすることができる。また、
好ましい実施形態では、選択ステップに、少なくとも４
つの方向で輝度対画素情報を選択するステップが含ま
れ、複数の方向は、角度的に少なくとも約２２°だけ離
隔される。一実施形態では、これらの方向の１つを、近
似エッジ位置に垂直にすることができる。
状を抽出する方法および装置。 【解決手段】 この方法には、画像形状のエッジの付近
で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップと、
十分なコントラストを有する走査を、エッジ情報を含む
ものとして認識するステップが含まれる。許容可能な走
査は、エッジ検出アルゴリズムにかけられ、エッジ位置
が検出され、検出されたエッジの値から、画像の２次元
形状を画定する点の位置が生成される。エッジ検出アル
ゴリズムは、応用分野に合わせて調整されたユーザ定義
のエッジ検出アルゴリズムとすることができる。また、
好ましい実施形態では、選択ステップに、少なくとも４
つの方向で輝度対画素情報を選択するステップが含ま
れ、複数の方向は、角度的に少なくとも約２２°だけ離
隔される。一実施形態では、これらの方向の１つを、近
似エッジ位置に垂直にすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全般的にはサブミ
クロン構造またはサブミクロン形状の測定に関し、具体
的には、本発明は、形状の電子ビーム画像からのそのよ
うな形状の測定に関する。さらに具体的には、本発明
は、半導体ウェハ上にホトリソグラフィによって形成さ
れたサブミクロン構造またはサブミクロン形状のエッジ
の相対位置の判定に特に適した測定手順および測定シス
テムに関する。
クロン構造またはサブミクロン形状の測定に関し、具体
的には、本発明は、形状の電子ビーム画像からのそのよ
うな形状の測定に関する。さらに具体的には、本発明
は、半導体ウェハ上にホトリソグラフィによって形成さ
れたサブミクロン構造またはサブミクロン形状のエッジ
の相対位置の判定に特に適した測定手順および測定シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ホトリソグラフィのＫ因子が減少し続
け、複合レティクル・エンハンスメント（complex reti
cle enhancement）技術が使用されるにつれて、ウェハ
上に現れる印刷された形状が、形状と位置の両方におい
て設計から劇的に変化する可能性がある。線幅およびオ
ーバーレイの従来のメトリックは、まだ有用ではある
が、製品に対する多数の影響を予測するには不適切であ
ることがしばしばである。完全な２次元でウェハ画像を
正確に測定する手段が、結像、エッチング、および他の
ウェハ処理の製品性能に対する影響を完全に理解するこ
とを含むさまざまな応用分野で必要である。２次元形状
計測学の特に重要なもう１つの応用分野が、半導体産業
で幅広く提供されるようになりつつある形状予測モデル
の較正での使用である。
け、複合レティクル・エンハンスメント（complex reti
cle enhancement）技術が使用されるにつれて、ウェハ
上に現れる印刷された形状が、形状と位置の両方におい
て設計から劇的に変化する可能性がある。線幅およびオ
ーバーレイの従来のメトリックは、まだ有用ではある
が、製品に対する多数の影響を予測するには不適切であ
ることがしばしばである。完全な２次元でウェハ画像を
正確に測定する手段が、結像、エッチング、および他の
ウェハ処理の製品性能に対する影響を完全に理解するこ
とを含むさまざまな応用分野で必要である。２次元形状
計測学の特に重要なもう１つの応用分野が、半導体産業
で幅広く提供されるようになりつつある形状予測モデル
の較正での使用である。
【０００３】完全な２次元サブミクロン形状計測学の領
域では、ほとんど何も行われてこなかった。早期の２次
元サブミクロン測定は、一般に、トップ・ダウンＳＥＭ
を用いて達成された。計測学ＳＥＭは、一般に１次元計
器であり、検出されるエッジに対しておおむね垂直の単
一方向に走査する。その後、この信号にエッジ検出アル
ゴリズムが適用される。ＳＥＭを用いる２次元計測学の
早期の試みは、複数の１次元測定からなる（たとえば、
棒を評価するためには、幅に沿った走査の後に、長さに
沿った異なる走査を行う）。この形状の扱いは、一般
に、データの質に関して多くの応用分野に不適切であ
り、走査が独立である（すなわち、２つの走査が単一の
原点を有する座標系によって接続されない）ことが通例
である。
域では、ほとんど何も行われてこなかった。早期の２次
元サブミクロン測定は、一般に、トップ・ダウンＳＥＭ
を用いて達成された。計測学ＳＥＭは、一般に１次元計
器であり、検出されるエッジに対しておおむね垂直の単
一方向に走査する。その後、この信号にエッジ検出アル
ゴリズムが適用される。ＳＥＭを用いる２次元計測学の
早期の試みは、複数の１次元測定からなる（たとえば、
棒を評価するためには、幅に沿った走査の後に、長さに
沿った異なる走査を行う）。この形状の扱いは、一般
に、データの質に関して多くの応用分野に不適切であ
り、走査が独立である（すなわち、２つの走査が単一の
原点を有する座標系によって接続されない）ことが通例
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、サブ
ミクロン形状を測定する改良された方法およびシステム
を提供することである。
ミクロン形状を測定する改良された方法およびシステム
を提供することである。
【０００５】本発明のもう１つの目的は、サブミクロン
形状の画像を使用して、その形状のエッジの相対位置を
識別することである。
形状の画像を使用して、その形状のエッジの相対位置を
識別することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記および他の目的は、
画素アレイ上の画像データから２次元画像形状を抽出す
る方法および装置を用いて達成される。この方法には、
画像形状のエッジの付近で少なくとも１つの方向で輝度
対画素情報を選択するステップと、十分なコントラスト
を有する走査を、エッジ情報を含むものとして認識する
ステップが含まれる。許容可能な走査は、エッジ検出ア
ルゴリズムにかけられ、エッジ位置が検出される。画像
の周囲の複数の点でエッジ検出を適用することから生成
される点の位置によって、画像の２次元形状が画定され
る。
画素アレイ上の画像データから２次元画像形状を抽出す
る方法および装置を用いて達成される。この方法には、
画像形状のエッジの付近で少なくとも１つの方向で輝度
対画素情報を選択するステップと、十分なコントラスト
を有する走査を、エッジ情報を含むものとして認識する
ステップが含まれる。許容可能な走査は、エッジ検出ア
ルゴリズムにかけられ、エッジ位置が検出される。画像
の周囲の複数の点でエッジ検出を適用することから生成
される点の位置によって、画像の２次元形状が画定され
る。
【０００７】適当なエッジ検出アルゴリズムであれば、
どれでも使用することができる。そのアルゴリズムは、
応用分野に合わせて調整されたユーザ定義エッジ検出ア
ルゴリズムとすることができ、たとえば、閾値エッジ検
出アルゴリズムを使用することができる。また、好まし
い実施形態では、選択ステップに、少なくとも４つの方
向で輝度対画素情報を選択するステップが含まれ、複数
の方向は、角度的に少なくとも約４５°離隔される。一
実施形態では、これらの方向の１つを、近似エッジ位置
に垂直にすることができる。
どれでも使用することができる。そのアルゴリズムは、
応用分野に合わせて調整されたユーザ定義エッジ検出ア
ルゴリズムとすることができ、たとえば、閾値エッジ検
出アルゴリズムを使用することができる。また、好まし
い実施形態では、選択ステップに、少なくとも４つの方
向で輝度対画素情報を選択するステップが含まれ、複数
の方向は、角度的に少なくとも約４５°離隔される。一
実施形態では、これらの方向の１つを、近似エッジ位置
に垂直にすることができる。
【０００８】本発明の他の利益および長所は、本発明の
好ましい実施形態を指定し、図示する添付図面に関連し
て下の詳細な説明を検討することから明白になる。
好ましい実施形態を指定し、図示する添付図面に関連し
て下の詳細な説明を検討することから明白になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】開示される方法は、電子ビームの
位置との１対１対応を有する検出器信号値の規則的なグ
リッドからなる２次元ＳＥＭ画像を使用する。検出器信
号は、調査中のサンプル上のビーム位置の関数として、
１つまたは複数の検出器によって収集された電子の数に
関係する。
位置との１対１対応を有する検出器信号値の規則的なグ
リッドからなる２次元ＳＥＭ画像を使用する。検出器信
号は、調査中のサンプル上のビーム位置の関数として、
１つまたは複数の検出器によって収集された電子の数に
関係する。
【００１０】図１に、通常のＳＥＭ顕微鏡写真を示す。
図１の画像には、エッジが水平から垂直までのすべての
角度に向く角を含む「Ｌ」字形の組が含まれる。このよ
うなサンプルの従来のＳＥＭ測定学は、さまざまな回転
状態のサンプルの複数の取付けまたは回転するビームを
用いる複数の走査を必要とする。高精度測定のために
は、ビーム回転状態のそれぞれで、別々の較正が必要に
なる。
図１の画像には、エッジが水平から垂直までのすべての
角度に向く角を含む「Ｌ」字形の組が含まれる。このよ
うなサンプルの従来のＳＥＭ測定学は、さまざまな回転
状態のサンプルの複数の取付けまたは回転するビームを
用いる複数の走査を必要とする。高精度測定のために
は、ビーム回転状態のそれぞれで、別々の較正が必要に
なる。
【００１１】本明細書で開示する方法は、図３に示され
たものなどの、検出器信号がエッジの付近でピークを有
するという事実を使用する。エッジは、残りの背景より
輝度が高いので、比較的高い一定の輝度の輪郭線が、図
２の輪郭線プロットに示されるように、エッジ位置の近
似推定を与える。この近似エッジ位置を出発点として使
用して、多数の方向のいずれかで近似エッジ画素位置を
通過する画素輝度の線または走査を選択することができ
る。
たものなどの、検出器信号がエッジの付近でピークを有
するという事実を使用する。エッジは、残りの背景より
輝度が高いので、比較的高い一定の輝度の輪郭線が、図
２の輪郭線プロットに示されるように、エッジ位置の近
似推定を与える。この近似エッジ位置を出発点として使
用して、多数の方向のいずれかで近似エッジ画素位置を
通過する画素輝度の線または走査を選択することができ
る。
【００１２】近似エッジ位置に対する法線および補間を
使用して、法線に非常に近い位置で近似エッジを通過す
る線の輝度対位置を作ることが可能である。しかし、実
際には、４つの方向の輝度対画素位置を選択することに
よって、信頼性のある形でエッジを検出できることがわ
かっている。４つの走査によって、ある走査が法線から
エッジまでの間で２２．５°を超えて外れないことが保
証される。これより多数または少数の走査も、一般に、
許容可能な結果を作るはずである。
使用して、法線に非常に近い位置で近似エッジを通過す
る線の輝度対位置を作ることが可能である。しかし、実
際には、４つの方向の輝度対画素位置を選択することに
よって、信頼性のある形でエッジを検出できることがわ
かっている。４つの走査によって、ある走査が法線から
エッジまでの間で２２．５°を超えて外れないことが保
証される。これより多数または少数の走査も、一般に、
許容可能な結果を作るはずである。
【００１３】図４ないし８に、図３の形状の最下部の指
定された（円で囲まれた）区域の、ｘ方向、ｙ方向、お
よび２つの±４５°方向のそれぞれの、選択された画素
輝度対画素番号を示す。４つの走査のうちの３つは、エ
ッジを横切るので、よい「コントラスト」（または輝度
変動の範囲）を示す。水平走査は、画素番号に伴う輝度
の大きい変化を示さないが、これは、走査がエッジの方
向に沿っているからである。このコントラストに基づい
てデータをソートすることによって、誤ったエッジ位置
値を作る低品質の走査（特に、エッジにほぼ平行に走る
走査）を検出し、データから破棄することができる。
定された（円で囲まれた）区域の、ｘ方向、ｙ方向、お
よび２つの±４５°方向のそれぞれの、選択された画素
輝度対画素番号を示す。４つの走査のうちの３つは、エ
ッジを横切るので、よい「コントラスト」（または輝度
変動の範囲）を示す。水平走査は、画素番号に伴う輝度
の大きい変化を示さないが、これは、走査がエッジの方
向に沿っているからである。このコントラストに基づい
てデータをソートすることによって、誤ったエッジ位置
値を作る低品質の走査（特に、エッジにほぼ平行に走る
走査）を検出し、データから破棄することができる。
【００１４】この４走査方法を、問題の形状のエッジ付
近のすべての画素に適用することによって、エッジ上の
各点が共通の原点を共有する、完全な２次元画像形状を
作ることが可能になる。その結果を、図９に示す。具体
的に言うと、図９に示された結果を得るために、形状全
体がテストされるまで、一定輝度の点のそれぞれで、４
走査を適用した。
近のすべての画素に適用することによって、エッジ上の
各点が共通の原点を共有する、完全な２次元画像形状を
作ることが可能になる。その結果を、図９に示す。具体
的に言うと、図９に示された結果を得るために、形状全
体がテストされるまで、一定輝度の点のそれぞれで、４
走査を適用した。
【００１５】図１０に、定輝度法を使用することによっ
て測定された形状と、本発明を実施する方法を使用する
ことによって測定された形状の両方を示す。図１１およ
び図１２に、図１０の一部の拡大図を示す。本発明の方
法は、定輝度近似方法と比較して、ここで使用された一
定輝度値およびエッジ検出アルゴリズムに関してより狭
い垂直線幅をもたらすことに留意されたい。
て測定された形状と、本発明を実施する方法を使用する
ことによって測定された形状の両方を示す。図１１およ
び図１２に、図１０の一部の拡大図を示す。本発明の方
法は、定輝度近似方法と比較して、ここで使用された一
定輝度値およびエッジ検出アルゴリズムに関してより狭
い垂直線幅をもたらすことに留意されたい。
【００１６】本明細書で開示する技法は、ＳＥＭ測定学
用に開発されたが、光学式、ＡＦＭ、およびＳＦＭなど
の他の検出装置にも同等に良好に適用される。
用に開発されたが、光学式、ＡＦＭ、およびＳＦＭなど
の他の検出装置にも同等に良好に適用される。
【００１７】本発明を実行するのに必要なデータ処理
は、適当なコンピュータ上で行うことができ、図１３
に、１例として、本発明の実践に使用することができる
種類のコンピュータを示す。図１３では外部から眺めら
れているコンピュータ・システムは、ディスク・ドライ
ブ４４Ａおよび４４Ｂを有する中央処理装置４２を有す
る。ディスク・ドライブ４４Ａおよび４４Ｂは、単に、
コンピュータ・システムに収納することができる複数の
ディスク・ドライブの象徴である。通常は、ディスク・
ドライブ４４Ａなどのフロッピ・ディスク・ドライブ
と、ディスク・ドライブ４４Ｂのスロットによって示さ
れるハード・ディスク・ドライブ（外部には図示されな
い）およびＣＤ−ＲＯＭドライブが含まれるはずであ
る。ドライブの数および種類は、通常は異なるコンピュ
ータ構成に伴って変化する。コンピュータは、その上に
情報が表示されるディスプレイ４６を有する。通常は、
キーボード５０およびマウス５２が、入力装置として使
用可能である。
は、適当なコンピュータ上で行うことができ、図１３
に、１例として、本発明の実践に使用することができる
種類のコンピュータを示す。図１３では外部から眺めら
れているコンピュータ・システムは、ディスク・ドライ
ブ４４Ａおよび４４Ｂを有する中央処理装置４２を有す
る。ディスク・ドライブ４４Ａおよび４４Ｂは、単に、
コンピュータ・システムに収納することができる複数の
ディスク・ドライブの象徴である。通常は、ディスク・
ドライブ４４Ａなどのフロッピ・ディスク・ドライブ
と、ディスク・ドライブ４４Ｂのスロットによって示さ
れるハード・ディスク・ドライブ（外部には図示されな
い）およびＣＤ−ＲＯＭドライブが含まれるはずであ
る。ドライブの数および種類は、通常は異なるコンピュ
ータ構成に伴って変化する。コンピュータは、その上に
情報が表示されるディスプレイ４６を有する。通常は、
キーボード５０およびマウス５２が、入力装置として使
用可能である。
【００１８】図１４は、図１３のコンピュータの内部ハ
ードウェアのブロック図である。バス５４が、コンピュ
ータの他の構成要素を相互接続する、主情報ハイウェイ
として働く。ＣＰＵ５６が、システムの中央処理装置で
あり、プログラムを実行するのに必要な計算および論理
演算を実行する。読取専用メモリ６０およびランダム・
アクセス・メモリ６２が、コンピュータの主記憶を構成
する。ディスク・コントローラ６４が、１つまたは複数
のディスク・ドライブをバス５４にインターフェースす
る。これらのディスク・ドライブは、符号６６などのフ
ロッピ・ディスク・ドライブ、符号７０などの内蔵また
は外付けのハード・ドライブ、または、符号７２などの
ＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＤＶＤドライブとすること
ができる。ディスプレイ・インターフェース７４が、デ
ィスプレイ７６とインターフェースし、バスからの情報
をディスプレイ上で見られるようにする。外部デバイス
との通信は、通信ポート７８を介して行うことができ
る。
ードウェアのブロック図である。バス５４が、コンピュ
ータの他の構成要素を相互接続する、主情報ハイウェイ
として働く。ＣＰＵ５６が、システムの中央処理装置で
あり、プログラムを実行するのに必要な計算および論理
演算を実行する。読取専用メモリ６０およびランダム・
アクセス・メモリ６２が、コンピュータの主記憶を構成
する。ディスク・コントローラ６４が、１つまたは複数
のディスク・ドライブをバス５４にインターフェースす
る。これらのディスク・ドライブは、符号６６などのフ
ロッピ・ディスク・ドライブ、符号７０などの内蔵また
は外付けのハード・ドライブ、または、符号７２などの
ＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＤＶＤドライブとすること
ができる。ディスプレイ・インターフェース７４が、デ
ィスプレイ７６とインターフェースし、バスからの情報
をディスプレイ上で見られるようにする。外部デバイス
との通信は、通信ポート７８を介して行うことができ
る。
【００１９】図１５に、本発明を実施するためのコンピ
ュータ・プログラムを保持するのに使用することができ
る記憶媒体８０を示す。この媒体は、適当なコンピュー
タを用いて本発明を実行するのに適した形で使用するこ
とができる。通常、フロッピ・ディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、またはＤＶＤなどの記憶媒体には、コンピュータが
本発明に従ってその機能を実行できるようにするために
コンピュータを制御するプログラム情報が含まれる。
ュータ・プログラムを保持するのに使用することができ
る記憶媒体８０を示す。この媒体は、適当なコンピュー
タを用いて本発明を実行するのに適した形で使用するこ
とができる。通常、フロッピ・ディスク、ＣＤ−ＲＯ
Ｍ、またはＤＶＤなどの記憶媒体には、コンピュータが
本発明に従ってその機能を実行できるようにするために
コンピュータを制御するプログラム情報が含まれる。
【００２０】本明細書で開示される発明は、上で述べた
目的を満たすように十分に計算されていることは明白で
あるが、当業者が多数の修正形態および実施形態を考案
することができることを諒解されたい。また、添付の請
求項が、そのような修正形態および実施形態のすべて
を、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして
包含することが意図されている。
目的を満たすように十分に計算されていることは明白で
あるが、当業者が多数の修正形態および実施形態を考案
することができることを諒解されたい。また、添付の請
求項が、そのような修正形態および実施形態のすべて
を、本発明の真の趣旨および範囲に含まれるものとして
包含することが意図されている。
【００２１】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００２２】（１）画素データの２次元アレイから２次
元画像形状を抽出する方法であって、前記画像形状のエ
ッジの付近で少なくとも１つの方向で輝度対画素情報を
選択するステップと、十分なコントラストを有する走査
を、エッジ情報を含む走査として認識するステップと、
許容可能な走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステ
ップと、前記エッジ位置を検出するステップと、前記検
出されたエッジの値から、前記画像の前記２次元形状を
画定する点の位置を生成するステップとを含む方法。 （２）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合わ
せて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムであ
る、上記（１）に記載の方法。 （３）前記選択ステップが、前記画像形状のエッジの付
近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップを
含む、上記（１）に記載の方法。 （４）前記選択ステップが、少なくとも４つの方向で輝
度対画素情報を選択するステップを含む、上記（３）に
記載の方法。 （５）前記少なくとも１つの方向が、近似エッジ位置に
垂直である、上記（１）に記載の方法。 （６）サブミクロン構造の、検出器のアレイ上に形成さ
れる画像から２次元形状情報を抽出する装置であって、
前記画像のエッジの付近で少なくとも１つの方向で少な
くとも１つの走査での検出器に関する輝度対検出器位置
情報を判定する手段と、前記画像の前記エッジ上の点を
識別するために、エッジ検出アルゴリズムに従って、識
別された走査を処理する手段と、前記識別されたエッジ
の点から、前記構造の前記２次元形状を画定する点の位
置を生成する手段とを含む装置。 （７）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合わ
せて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムであ
る、上記（６）に記載の装置。 （８）前記選択手段が、前記画像形状のエッジの付近で
複数の方向で輝度対画素情報を選択する手段を含む、上
記（６）に記載の装置。 （９）前記複数の方向が、少なくとも４つの方向を含
む、上記（８）に記載の装置。 （１０）前記少なくとも１つの方向が、近似エッジ位置
に垂直である、上記（６）に記載の装置。 （１１）画素アレイ上の画像データから２次元画像形状
を抽出する方法ステップを実行するために計算機によっ
て実行可能な命令のプログラムを具体的に実施する、計
算機によって読み取り可能なプログラム記憶装置であっ
て、前記方法ステップが、前記画像形状のエッジの付近
で少なくとも１つの方向で輝度対画素情報を選択するス
テップと、十分なコントラストを有する走査を、エッジ
情報を含む走査として認識するステップと、許容可能な
走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステップと、前
記エッジ位置を検出するステップと、前記検出されたエ
ッジの値から、前記画像の前記２次元形状を画定する点
の位置を生成するステップとを含むプログラム記憶装
置。 （１２）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合
わせて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムで
ある、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。 （１３）前記選択ステップが、前記画像形状のエッジの
付近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップ
を含む、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。 （１４）前記選択ステップが、少なくとも４つの方向で
輝度対画素情報を選択するステップを含む、上記（１
３）に記載のプログラム記憶装置。 （１５）前記方向の１つが、近似エッジ位置に垂直であ
る、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。
元画像形状を抽出する方法であって、前記画像形状のエ
ッジの付近で少なくとも１つの方向で輝度対画素情報を
選択するステップと、十分なコントラストを有する走査
を、エッジ情報を含む走査として認識するステップと、
許容可能な走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステ
ップと、前記エッジ位置を検出するステップと、前記検
出されたエッジの値から、前記画像の前記２次元形状を
画定する点の位置を生成するステップとを含む方法。 （２）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合わ
せて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムであ
る、上記（１）に記載の方法。 （３）前記選択ステップが、前記画像形状のエッジの付
近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップを
含む、上記（１）に記載の方法。 （４）前記選択ステップが、少なくとも４つの方向で輝
度対画素情報を選択するステップを含む、上記（３）に
記載の方法。 （５）前記少なくとも１つの方向が、近似エッジ位置に
垂直である、上記（１）に記載の方法。 （６）サブミクロン構造の、検出器のアレイ上に形成さ
れる画像から２次元形状情報を抽出する装置であって、
前記画像のエッジの付近で少なくとも１つの方向で少な
くとも１つの走査での検出器に関する輝度対検出器位置
情報を判定する手段と、前記画像の前記エッジ上の点を
識別するために、エッジ検出アルゴリズムに従って、識
別された走査を処理する手段と、前記識別されたエッジ
の点から、前記構造の前記２次元形状を画定する点の位
置を生成する手段とを含む装置。 （７）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合わ
せて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムであ
る、上記（６）に記載の装置。 （８）前記選択手段が、前記画像形状のエッジの付近で
複数の方向で輝度対画素情報を選択する手段を含む、上
記（６）に記載の装置。 （９）前記複数の方向が、少なくとも４つの方向を含
む、上記（８）に記載の装置。 （１０）前記少なくとも１つの方向が、近似エッジ位置
に垂直である、上記（６）に記載の装置。 （１１）画素アレイ上の画像データから２次元画像形状
を抽出する方法ステップを実行するために計算機によっ
て実行可能な命令のプログラムを具体的に実施する、計
算機によって読み取り可能なプログラム記憶装置であっ
て、前記方法ステップが、前記画像形状のエッジの付近
で少なくとも１つの方向で輝度対画素情報を選択するス
テップと、十分なコントラストを有する走査を、エッジ
情報を含む走査として認識するステップと、許容可能な
走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステップと、前
記エッジ位置を検出するステップと、前記検出されたエ
ッジの値から、前記画像の前記２次元形状を画定する点
の位置を生成するステップとを含むプログラム記憶装
置。 （１２）前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野に合
わせて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズムで
ある、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。 （１３）前記選択ステップが、前記画像形状のエッジの
付近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステップ
を含む、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。 （１４）前記選択ステップが、少なくとも４つの方向で
輝度対画素情報を選択するステップを含む、上記（１
３）に記載のプログラム記憶装置。 （１５）前記方向の１つが、近似エッジ位置に垂直であ
る、上記（１１）に記載のプログラム記憶装置。
【図１】レジストの「Ｌ」字形の構造のＳＥＭ顕微鏡写
真を示す図である。
真を示す図である。
【図２】定輪郭線輝度近似を使用する形状のプロットを
示す図である。
示す図である。
【図３】走査のために選択された、「Ｌ」字形の区域を
示す図である。
示す図である。
【図４】４５°走査に沿った画素の輝度値対画素位置の
グラフを示す図である。
グラフを示す図である。
【図５】水平走査に沿った画素の輝度値対画素位置のグ
ラフを示す図である。
ラフを示す図である。
【図６】エッジ検出に適する２つの追加走査に沿った画
素の輝度値対画素位置のグラフを示す図である。
素の輝度値対画素位置のグラフを示す図である。
【図７】エッジ検出に適する２つの追加走査に沿った画
素の輝度値対画素位置のグラフを示す図である。
素の輝度値対画素位置のグラフを示す図である。
【図８】図４ないし７を重ね合わせたグラフを示す図で
ある。
ある。
【図９】本発明を実施する方法からもたらされる、測定
された形状を示す図である。
された形状を示す図である。
【図１０】定輝度法を使用することによって判定された
構造の形状と、本発明を実施する方法を使用することに
よって判定された同一の構造の形状を示す図である。
構造の形状と、本発明を実施する方法を使用することに
よって判定された同一の構造の形状を示す図である。
【図１１】図１０の一部の拡大図である。
【図１２】図１０の一部の拡大図である。
【図１３】本発明に使用することができるコンピュータ
・システムを示す図である。
・システムを示す図である。
【図１４】本発明に使用することができるコンピュータ
・システムを示す図である。
・システムを示す図である。
【図１５】本発明を実行するコンピュータ・プログラム
を保持するのに使用することができる記憶媒体を示す図
である。
を保持するのに使用することができる記憶媒体を示す図
である。
４２ 中央処理装置 ４４Ａ ディスク・ドライブ ４４Ｂ ディスク・ドライブ ４６ ディスプレイ ５０ キーボード ５２ マウス ５４ バス ５６ ＣＰＵ ６０ 読取専用メモリ ６２ ランダム・アクセス・メモリ ６４ ディスク・コントローラ ６６ フロッピ・ディスク・ドライブ ７０ 内蔵または外付けのハード・ドライブ ７２ ＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＤＶＤドライブ ７４ ディスプレイ・インターフェース ７６ ディスプレイ ７８ 通信ポート ８０ 記憶媒体
フロントページの続き (72)発明者 エドワード・ダブリュー・コンラッド アメリカ合衆国05464 バーモント州ジェ ファーソンヴィル ノース・ケンブリッ ジ・ロード 4139 (72)発明者 デヴィッド・ピー・ポール アメリカ合衆国05452 バーモント州エセ ックス・ジャンクション ルビーア・ドラ イブ 22
Claims (15)
- 【請求項１】画素データの２次元アレイから２次元画像
形状を抽出する方法であって、 前記画像形状のエッジの付近で少なくとも１つの方向で
輝度対画素情報を選択するステップと、 十分なコントラストを有する走査を、エッジ情報を含む
走査として認識するステップと、 許容可能な走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステ
ップと、 前記エッジ位置を検出するステップと、 前記検出されたエッジの値から、前記画像の前記２次元
形状を画定する点の位置を生成するステップとを含む方
法。 - 【請求項２】前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野
に合わせて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズ
ムである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】前記選択ステップが、前記画像形状のエッ
ジの付近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するステ
ップを含む、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】前記選択ステップが、少なくとも４つの方
向で輝度対画素情報を選択するステップを含む、請求項
３に記載の方法。 - 【請求項５】前記少なくとも１つの方向が、近似エッジ
位置に垂直である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】サブミクロン構造の、検出器のアレイ上に
形成される画像から２次元形状情報を抽出する装置であ
って、 前記画像のエッジの付近で少なくとも１つの方向で少な
くとも１つの走査での検出器に関する輝度対検出器位置
情報を判定する手段と、 前記画像の前記エッジ上の点を識別するために、エッジ
検出アルゴリズムに従って、識別された走査を処理する
手段と、 前記識別されたエッジの点から、前記構造の前記２次元
形状を画定する点の位置を生成する手段とを含む装置。 - 【請求項７】前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分野
に合わせて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリズ
ムである、請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】前記選択手段が、前記画像形状のエッジの
付近で複数の方向で輝度対画素情報を選択する手段を含
む、請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】前記複数の方向が、少なくとも４つの方向
を含む、請求項８に記載の装置。 - 【請求項１０】前記少なくとも１つの方向が、近似エッ
ジ位置に垂直である、請求項６に記載の装置。 - 【請求項１１】画素アレイ上の画像データから２次元画
像形状を抽出する方法ステップを実行するために計算機
によって実行可能な命令のプログラムを具体的に実施す
る、計算機によって読み取り可能なプログラム記憶装置
であって、前記方法ステップが、 前記画像形状のエッジの付近で少なくとも１つの方向で
輝度対画素情報を選択するステップと、 十分なコントラストを有する走査を、エッジ情報を含む
走査として認識するステップと、 許容可能な走査をエッジ検出アルゴリズムにかけるステ
ップと、 前記エッジ位置を検出するステップと、 前記検出されたエッジの値から、前記画像の前記２次元
形状を画定する点の位置を生成するステップとを含むプ
ログラム記憶装置。 - 【請求項１２】前記エッジ検出アルゴリズムが、応用分
野に合わせて調整されたユーザ定義エッジ検出アルゴリ
ズムである、請求項１１に記載のプログラム記憶装置。 - 【請求項１３】前記選択ステップが、前記画像形状のエ
ッジの付近で複数の方向で輝度対画素情報を選択するス
テップを含む、請求項１１に記載のプログラム記憶装
置。 - 【請求項１４】前記選択ステップが、少なくとも４つの
方向で輝度対画素情報を選択するステップを含む、請求
項１３に記載のプログラム記憶装置。 - 【請求項１５】前記方向の１つが、近似エッジ位置に垂
直である、請求項１１に記載のプログラム記憶装置。
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